【正文】
(表 2 和表 3)。 表 2 接收器與網(wǎng)絡的任何節(jié)點施工階段算法 算法 1: 施工階段 For the Sink: :參數(shù)與本地跳數(shù) (LHC) = 0。 2. 設置 : 傳輸功率 Pmin=0。 3. 廣播構(gòu)造包 。 4. 等待 Ti 個單位 。 5. 進入信息階段 。 對于 i 個節(jié)點 : 1. 如果 : (接受構(gòu)造包 ) 2. { Wi 個單位 。 LHC。 LHC 最小值 。 6. 設置 : Pmin=0。 : LHC by 1 in the Construct packet。 。 Ti 個單位 。 10. 進入信息階段 。 11. } 12. 否則 : 等待 T = (Wi + Ti) 個單位 。 13. 進入維護階段 , 在 (C)節(jié)中描述 . 表 3 發(fā)件人和接收信息階段算法 算法 2: 信息階段 For any Sender(i): : (接收構(gòu)造包 ) 2.{ PGID 和 GHC 的值 。 4. 增量 : Value of GHC by 1。 : 所有參數(shù)的信息包 。 : 傳輸功率 Pmax = 3。 。 8.} : 進入維護階段 , 在 (C)節(jié)中描述 。 For any Receiver(j): : (接收信息包 ) 2.{ 3. 等待隨機兼容 CSMACA機制 。 4. 估計自身和每個發(fā)送方之間的物理距離 。 (PTx(ij)) : 在構(gòu)造包中 PGPL 的值為 PTx(ij)。 GHC 的值從信息包復制到各自領域的構(gòu)造數(shù)據(jù)包 。 : PGID 有自己的 ID。 。 10.} : 進入維護階段,在 (C)節(jié)有描述 . 在接到構(gòu)造包,節(jié)點掃描中它的所有參數(shù),并考慮作為其源有最少 LHC 節(jié)點。 接收機節(jié)點等待無線設備、連接的源和上文所述,然后按照相同的步驟。 直到一個節(jié)點不會收到任何構(gòu)造包進一步與第一個樹拓撲構(gòu)造一個的組的節(jié)點之間如根和其他節(jié)點為它最小傳動功率級中其他節(jié)點的接收器與圖 4 (b) 所示,此過程會繼續(xù)進行。我們假定有不同組的節(jié)點或一些節(jié)點之間的連 接孔是無法構(gòu)建使用 Pmin 的鏈接,在施工階段以有限的時間間隔后終止。執(zhí)行信息階段后形成樹拓撲下一組。它是構(gòu)造包始終使用最小傳動功率級傳輸,每次 LHC 都加 1,它從一個節(jié)點跳到另一個時應注意。在一個組中一些節(jié)點也可能是其他的鄰居節(jié)點已收到相同的構(gòu)造數(shù)據(jù)包。然后一個節(jié)點決定它自己的源節(jié)點的如何? (A) 段所述,我們曾討論在維護階段的這部分的問題。 圖 4. (a) 隨機分布在面積的傳感器節(jié)點 (b) 第一個樹拓撲結(jié)構(gòu) 這一階段的目的是在整個網(wǎng)絡的不同組節(jié)點中使用最有效電源級構(gòu)建分布式的樹拓撲。 它通過廣播通知數(shù)據(jù)包使用最大傳輸功率級 (Pmax = 3)。 通知數(shù)據(jù)包的格式如圖 5 所示。它是應注意每個組的節(jié)點具有唯一的父網(wǎng)關。 為例,接收器是其組中的唯一父網(wǎng)關。 所以,之前于廣播通知數(shù)據(jù)包,一個節(jié)點將 PGID 的值通知包復制從該構(gòu)造,可以區(qū)別另一個構(gòu)造包的數(shù)據(jù)包。此外, GHC構(gòu)造數(shù)據(jù)包中的值是加 1,然后添加到通知數(shù)據(jù)包的相應字段。 代以通知數(shù)據(jù)包中的所需值,廣播使用 Pmax = 3。在接到該數(shù)據(jù)包,一個節(jié)點知道從其標題信息,它是通知數(shù)據(jù)包,并可兼容 CSMACA 機制 [22] 的隨機時間的等待。此外,從每個發(fā)送方使用下面的公式估計其物理距離。 (3) Pr=ξ( dγ)Pt, 其中 Pt 是一個節(jié)點使用廣 播通知數(shù)據(jù)包的發(fā)射功率。在我們的協(xié)議里,每個節(jié)點使用對應于 Pmax = 3 的發(fā)射功率( Pt) 廣播一個信息數(shù)據(jù)包,在表 1中,Pr是在接收信息包時節(jié)點的接收功率,接收功率用變量 d?γ , γ 是路徑損耗 (衰減),它滿足 2 γ 4 的條件,這里,比例常數(shù) ξ 被假定為符號起見 1 和 γ 的值通常是為 2 的可用空間。 它是應注意的發(fā)送方節(jié)點集被視為為按第 2 節(jié)中給出的定義在上游的分組。在接到通知包,可以用式 (3) 估計 d 發(fā)送方和接收方之間的物理距離。 有效的發(fā)射功率 (PTx),依據(jù)它可以上游組中的發(fā)送方可以通信可以有如下估計: (4) 將發(fā)件人廣播告知數(shù)據(jù)包的一組。為網(wǎng)絡中的全數(shù)字節(jié)點考慮 N (5) 接收通知數(shù)據(jù)包的節(jié)點集,獲取通知數(shù)據(jù)包后并使用式 (3),讓 {dij}作為發(fā)送方 Si 和接收方 Rj 的估計距離, i = 1, 2, …, m。 and j = 1, 2, … n。 (6) 應注意一個組的節(jié)點可能是另一個節(jié)點的已收到幾個通知數(shù)據(jù)包。 因此,每個節(jié)點使用式 (6) 來找到最短的距離,即 {Dij} = min({dij}),具有本身 (接收 ) 組的所有節(jié)點 (發(fā)送) 之間。 計算的 {Dij} 值后 , 一個節(jié)點再次使用稱為 PTx(ij) 的方程 (3),來估計有效發(fā)射功率之間最接近的發(fā)送 (i) 及 自身(j)。 從我們的 4 節(jié)圖 12 中給出的仿真結(jié)果證明,我們發(fā)現(xiàn)使用最大傳輸功率 級的可能性是非常小的高密度網(wǎng)絡。 因此,值得在這里提到的節(jié)點數(shù)數(shù)可能使用最大動力 (Pmax = 3) 作為有效的傳輸功率與上游組節(jié)點通信。 因此,在我們的協(xié)議里,有效功率級別 PTx(ij) 可能是 1 或 2。然而,在最壞的情況 PTx(ij) = 3 可用作可能的有效傳輸功率級。 圖 5. 通知數(shù)據(jù)包的格式 隨機的時限已經(jīng)屆滿后,已經(jīng)收到通知數(shù)據(jù)包節(jié)點廣播構(gòu)造包使用最小傳動功率級的第 施工階段中所述。 數(shù)據(jù)包的 PGPL 字段中給出的上游組可連接節(jié)點的有效功率級別。 GHC 的值從通知包復制到各自領域的構(gòu)造包。 節(jié)點將自己的 ID 添加到 PGID 字 段聲明本身為父 網(wǎng)關和其他參數(shù),如 SID, LHC、 GHC和 NEL 也根據(jù)定義添加到相應 構(gòu)造包 的字段里。 Power control based topology construction for the distributed wireless sensor works Abstract Wireless sensor work consists of large number of sensor nodes with limited battery power, which are randomly deployed over certain area for several applications. Due to limited energy resource of sensors, each of them should minimize the energy consumption to prolong the work lifetime. In this paper, a distributed algorithm for the multihop wireless sensor work is proposed to construct a novel energy efficient tree topology, without having location information of the nodes. Energy conservation of the nodes is acplished by controlling transmission power of the nodes. Besides, maintenance of the work topology due to energy scarcity of the gateway nodes is also proposed in the protocol. Simulation results show that our distributed protocol can achieve energy conservation up to an optimum level similar to the centralized algorithm that we have considered and can extend the work lifetime as pared to other distributed algorithms without any power control. Keywords: Wireless sensor work。 Distributed algorithm。 Power control。 Topology construction 1. Introduction Recent advances in hardware and software for the wireless work technologies have enabled the development of small sized, lowpower, lowcost and multifunctional sensor nodes [1], which consist of sensing, data processing and wireless municating ponents. These nodes are operated with very low powered batteries and deployed hundreds to thousands in the wireless sensor work (WSN). In wireless sensor work, signal processing, munication activities using higher transmission power and forwarding of similar data packets along the multihop paths are main consumers of sensor energy. Besides, replenishing energy by replacing and recharging batteries on hundreds of nodes in most of the sensor work applications, particularly in harsh terrains is very difficult and sometimes infeasible too. Hence, energy conservation [2], [3] and [4] of the sensor nodes is a critical issue in WSN, as the work lifetime totally depends on the durability of the battery. Sensor nodes are generally self organized to build the wireless sensor work, monitor the activities of the target and report the event or information to the sink or the base station (BS) in a multihop fashion. There are four main reporting models of the sensor work: event driven, query driven, periodical and mixed reporting. In event driven model, nodes report the sink, while sensing some events such as fire or flood alarm. In periodical reporting model, nodes collect the sensed data and may aggregate the required information into a set and then send them to the upstream periodically. The method of bining data is called data fusion [5], [6], [7] and [8], which reduces the amount of transmitted data. Some of the examples of such applications may be cited here, like the reporting of temperature or humidity readings of a locality. So, collection of sensed data, fusing similar data to a single packet, route them in a multihop environment to the sink and there