[发明专利]基于虚拟分扇的簇间多跳路由算法

摘要

本发明基于虚拟分扇的簇间多跳分簇路由算法VSMC属于网络节点算法领域，解决了无线传感器网络能耗较大，簇头分布不均的问题，算法首先根据最优簇头数对区域虚拟分扇，使簇头数保持在理论上的最优值且分布均匀；其次，综合考虑能量和地理位置因素设计簇内、簇间代价公式，合理选择簇头和父簇头；最后，通过能耗对比分析得到距离阈值公式，建立簇间多跳路由的传输方式，从而本发明VSMC算法能够有效的优化簇头分布不均问题，延长网络生存周期。

主权项

1.基于虚拟分扇的簇间多跳路由算法，其特征在于，按照以下步骤实现：1)初始阶段T1：在初始阶段T1，根据网络能耗和各环簇头能耗均衡的原则计算出各环簇头个数m＝{m1,m2,...,ms}，则各环簇头概率p＝{p1,p2,...,ps}，其中pk＝mk/Nk，s为网络的总环数，Nk为第k环的节点数，k的取值范围为1≤k≤s，sink节点将p、ε和sink的位置打包成SINK_NOTIFY_MSG消息以半径R向外广播，节点根据RSSI值计算与sink的距离，从而获得自身所在层的簇头选择概率pk；2)簇头选举阶段T2：在簇头选举过程中，每个节点随机产生一个值，将随机值小于阈值公式的节点作为候选簇头，当选候选簇头的节点以环宽度ε距离向外广播CCH_NOTIFY_MSG消息，消息包括节点间平均距离、节点当前轮剩余能量和节点到sink的距离；3)簇形成阶段T3：最终选举的簇头以2ε的距离向外广播自身成为簇头的消息FCH_NOTIFY_MSG，FCH_NOTIFY_MSG中包括簇头的ID、当前能量和与sink的距离，非簇头节点根据接收到的FCH_NOTIFY_MSG消息，加入距离自己最近的簇头，簇形成阶段结束；4)簇间路由的建立T4：采用簇间多跳路由的传输模式，即位于最外层Cs的簇头首先将簇内节点的数据接收融合之后发送给Cs‑1层的父簇头，再进行依次转发直至sink节点。