12、无线传感器网络多对多通信中的有效路由成本近似方法

无线传感器网络多对多通信中的有效路由成本近似方法

1. 引言

在诸如火灾监测等大型传感器领域，实现节能的数据采集，促使人们设计多对多通信模式，而非传统的一对一通信。以往，无线传感器网络（WSN）模型通常只有一个数据接收端（sink），负责接收大量传感器的数据。传感器是基于MEMS的能量受限设备，因此最小化其通信能耗至关重要。

随着传感器网络规模的扩大，sink与响应传感器节点之间的距离增加，查询泛洪和数据采集过程会消耗大量能量，可能缩短传感器的使用寿命。此外，靠近sink的传感器节点可能因数据提取量的增加而频繁耗尽能量。因此，需要设计一种能适应多源多sink网络规模的节能数据采集机制。

简单的解决方案是预先将传感区域划分为多个集群区域，但要实现最优的预分区以最小化传感器 - sink通信成本并非易事。而且，这种静态方案在通信链路故障和节点死亡时，难以保证鲁棒性和能源效率。

我们的工作主要解决以下两个问题：
- 是否存在一种有效的路由成本模型，用于从多个源查询和获取传感数据，以最小化能量耗散？
- 在多sink传感器网络中，星型/集群拓扑和线性逐跳拓扑之间，解决查询的平均通信能量耗散是多少？

为解决这些问题，我们引入了一个简单的多对多通信网络查询和数据采集模型。首先，将网络划分为集群，然后在选定的集群头（CH）节点之间构建最小成本路径来路由数据。响应传感器节点会选择将数据转发到最近的CH节点，以最小化集群内部的通信成本。CH节点将根据sink信息，直接或通过属于最小成本路径的相邻CH节点作为中间路由节点，将收集到的数据报告给多个sink。

2. 相关工作

近期，一些研究专注于WS