[发明专利]一种异构传感网中基于圆环域的节点能耗均衡方法

权利要求书

1.一种异构传感网中基于圆环域的节点能耗均衡方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1，监测区域的圆环域划分：首先把传感网的监测区域看成是半径为R的圆域，基站在圆心位置。以基站为圆心把监测区域分为若干个圆环域。并根据簇头节点位置把网络中簇头节点分为若干等级，基站是第0级(level0)；

步骤2，簇头路径选择：使用单、多跳结合的通信方式。监测区域划分后，簇头节点都知道自己所属等级，然后每一个簇头节点在上一级中选出最近的簇头作为下一跳节点，即其父节点，第一级簇头的父节点是基站，基站为最高级。单跳通信中，簇头融合收到的信息后直接发给基站，多跳通信中则由簇头经过其父节点一步步转发到基站；

步骤3，簇的建立：延续了LEACH协议中定义的“轮”的概念，只是每轮中不再对簇头进行选举，整个网络的生命周期内簇头是固定不变的，超级节点具有较高的能量一直担任簇头。簇的建立以达到最少的通信能耗为标准，簇头通过广播一数据包通知自己是簇头，周围普通节点根据接收到的信号强度申请加入到不同的簇，簇头回复确认加入信息；

步骤4，数据传输阶段通信方式的选择：在稳定数据传输阶段，普通节点采集有效信息直接传送到簇头，簇头采用单、多跳结合方式将数据转发到基站。

2.根据权利要求1所述的异构传感网中基于圆环域的节点能耗均衡方法，其特征在于：步骤1中，将监测区域根据通信半径划分成若干个等宽的圆环域，根据簇头到基站的距离分成与圆环域对应的等级，离基站越近等级越高。

3.根据权利要求1所述的异构传感网中基于圆环域的节点能耗均衡方法，其特征在于，步骤2中，路径的选择以单跳比例为η，多跳比例为1-η进行数据传输，η由下式确定：

η=(m2-1)(2k+r12)(m2-2)(k+r12)+m2k+ϵmpϵfsR4]]>

其中，m是监测区域划分的圆环域个数，r₁为圆环域宽度，ε_fs和ε_mp是发送单元消耗能量的参数，取决于发送单元的放大器，R是监测区域半径。

4.根据权利要求3所述的异构传感网中基于圆环域的节点能耗均衡方法，其特征在于：单跳通信频率η是根据第一级簇头和最后级簇头消耗能量相等得到的，即P_CH(1，η)＝P_CH(m，η)，m是簇头的最后级。

5.根据权利要求1，2，3所述的异构传感网中基于圆环域的节点能耗均衡方法，其特征在于：步骤4中，每10轮为一周期，一周期中从第一轮到第10η-1轮使用单跳通信方式，第10η轮到第10轮使用多跳通信方式，然后进入下一个新的周期。