PEGASIS及 Hierarchical-PEGASIS路由
发布时间:2012/3/29 20:04:30 访问次数:2286
PEGASIS( Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems)121,一种基于LEACH协议基础上建立起来的路由协议。根据上面描述的LEACH协议,由于要MAX1651CSA频繁地进行簇头变更,导致通信开销较大,PEGASIS协议目的即是解决这个问题。
与LEACH协议不同,PEGASIS协议并不采用全网多个簇头的方案,而是只采用一个簇头,其将全网看成是一个簇群,并将其称为链。簇头节点与汇聚节点能够通过一跳通信,其余传感器节点只能通过多跳的形式与簇头节点通信。
PEGASIS选取簇头的方式非常简单,设全网中共有Ⅳ个传感节点,则对每个节点用自然数1一N进行编号。在第/轮选取的簇头是第f个节点,其中
f= jmodN
J为0时,取Ⅳ。例如,设全网中的节点个数为100个,则在第5轮选取簇头节点的过程中,所选取的簇头节点为Smodl00=5号节点。每个节点中都保存从网络初始化开始到当前簇头更换的次数,,当某节点计算得出自己是本轮的簇头节点,则向全网通告自己是簇头节点。
普通传感器节点通过令牌控制链将数据传输到簇头节点。由于PEGASIS将全网看成是一个链,因此簇头节点将链分成两部分,则数据分别从两端传输至簇头节点,在传输的过程中,每个节点必须知道自己的所在地理位置,以便在转发时采用贪心策略,将数据转发给与其距离最近的节点,并在转发过程中应做相应的数据融合,如图3-9所示。当两端数据发送完毕后,进行下一轮簇头节点的选择。
该协议避免了LEACH协议频繁选举簇头带来的通信开销以及自身有效的链式数据聚合,极大地减少了数据传输次数和通信量;节点采用小功率与最近距离邻居节点通信,形成了多跳通信方式,有效地利用了能量,与LEACH协议相比能大幅度提高网络生存时间。但是,其主要存在以下4个问题。
①簇头节点是全网中唯一能与汇聚节点进行通信的节点,一旦簇头出现敌障,则整个网络将陷于瘫痪。
②协议假定每个传感器节点能够直接与汇聚节点通信,而在实际网络中,传感器节点一般需要多跳的形式从而降低能量消耗。
③尽管该路由协议避免了重构簇的开销,但由于传感器节点需要知道邻居节点的能量状态以及地理位置信息,协议仍需要动态调整拓扑结构。对那些利用率较高的网络而言,拓扑的调整会带来更大的开销。
④协议所构建的链接中,远距离的节点会引起过多的数据延时。
为了解决端到端延时较大的问题,Lindsey等提出了二进制和3层数据融合方案,即 Hierarchical-PEGASIS路由。针对节点具有CDMA功能的二进制融合算法是:数据融合在PEGASIS链相邻节点之间同时进行,然后逐层向上,直到最后簇头提交给汇聚节点,传输层级是L092N。
针对不具备CMDA功能的节点,采用3层融合算法:PEGASIS链上多个邻居节点组成一组,每组一次进行数据融合,以减少信号冲突。协议分为3层,最后由簇头负责提交数据给汇聚节点。
PEGASIS( Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems)121,一种基于LEACH协议基础上建立起来的路由协议。根据上面描述的LEACH协议,由于要MAX1651CSA频繁地进行簇头变更,导致通信开销较大,PEGASIS协议目的即是解决这个问题。
与LEACH协议不同,PEGASIS协议并不采用全网多个簇头的方案,而是只采用一个簇头,其将全网看成是一个簇群,并将其称为链。簇头节点与汇聚节点能够通过一跳通信,其余传感器节点只能通过多跳的形式与簇头节点通信。
PEGASIS选取簇头的方式非常简单,设全网中共有Ⅳ个传感节点,则对每个节点用自然数1一N进行编号。在第/轮选取的簇头是第f个节点,其中
f= jmodN
J为0时,取Ⅳ。例如,设全网中的节点个数为100个,则在第5轮选取簇头节点的过程中,所选取的簇头节点为Smodl00=5号节点。每个节点中都保存从网络初始化开始到当前簇头更换的次数,,当某节点计算得出自己是本轮的簇头节点,则向全网通告自己是簇头节点。
普通传感器节点通过令牌控制链将数据传输到簇头节点。由于PEGASIS将全网看成是一个链,因此簇头节点将链分成两部分,则数据分别从两端传输至簇头节点,在传输的过程中,每个节点必须知道自己的所在地理位置,以便在转发时采用贪心策略,将数据转发给与其距离最近的节点,并在转发过程中应做相应的数据融合,如图3-9所示。当两端数据发送完毕后,进行下一轮簇头节点的选择。
该协议避免了LEACH协议频繁选举簇头带来的通信开销以及自身有效的链式数据聚合,极大地减少了数据传输次数和通信量;节点采用小功率与最近距离邻居节点通信,形成了多跳通信方式,有效地利用了能量,与LEACH协议相比能大幅度提高网络生存时间。但是,其主要存在以下4个问题。
①簇头节点是全网中唯一能与汇聚节点进行通信的节点,一旦簇头出现敌障,则整个网络将陷于瘫痪。
②协议假定每个传感器节点能够直接与汇聚节点通信,而在实际网络中,传感器节点一般需要多跳的形式从而降低能量消耗。
③尽管该路由协议避免了重构簇的开销,但由于传感器节点需要知道邻居节点的能量状态以及地理位置信息,协议仍需要动态调整拓扑结构。对那些利用率较高的网络而言,拓扑的调整会带来更大的开销。
④协议所构建的链接中,远距离的节点会引起过多的数据延时。
为了解决端到端延时较大的问题,Lindsey等提出了二进制和3层数据融合方案,即 Hierarchical-PEGASIS路由。针对节点具有CDMA功能的二进制融合算法是:数据融合在PEGASIS链相邻节点之间同时进行,然后逐层向上,直到最后簇头提交给汇聚节点,传输层级是L092N。
针对不具备CMDA功能的节点,采用3层融合算法:PEGASIS链上多个邻居节点组成一组,每组一次进行数据融合,以减少信号冲突。协议分为3层,最后由簇头负责提交数据给汇聚节点。
上一篇: LEACH主要执行过程的阶段
上一篇:TEEN和APTEEN路由
热门点击
- GAFT和TopDisc
- 功率控制技术
- ZigBee协议栈
- 无线传感器网络安全防护技术
- 无线传感器网络安全问题概述
- ADC动态范围
- PEGASIS及 Hierarchical-
- 基于12位ADC的低功耗信号调理电路
- 无线传感器网络信道接入概述
- 覆盖目标分类
推荐技术资料
- 泰克新发布的DSA830
- 泰克新发布的DSA8300在一台仪器中同时实现时域和频域分析,DS... [详细]