第八周论文学习03 An Efficient Tree-based Power Saving Scheme for Wireless Sensor Networks with Mobile Sink

来源：IEEE Sensors Journal

Year: 2016, Volume: 16, Issue: 20

Pages: 7545 - 7557, DOI: 10.1109/JSEN.2016.2601327

目的：减少能量损耗，延长网络生命周期

了解基本思路

圆：传感器节点框：Mobile Sink (大致原则是：距离越小，能耗越小。后面给出能耗的计算公式)

A节点肯定直接与Ms相连；

B节点到MS的距离大于BA的距离，所有选择A节点作为自己转发数据的下一个节点；B，C，D相同；

E节点到MS的距离是所有EC,EB,EA距离中最小的，所以选择直接与MS相连，达到节省能耗的目的。

最终结果如下图：

具体实现过程

模型建立

基本假设：

-----结点有三类：簇头（CH）、中继（hop node）、普通结点；

-----所有节点的位置信息可知（GPS等技术）；

-----任意两个结点的距离是可以计算的；

-----每一轮的数据收集过程，移动结点（Mobile sink）都可以知道每一个节点的位置信息以及剩余能量；

基本公式

能耗的计算：

-----1）转发消息的能耗计算公式；

-----2）接收消息的能耗计算公式；

------d表示两个结点间距，L表示L bits大小的数据，EDA表示数据融合与压缩时的能量消耗，ε_amp放大器的能耗_。

放大器能耗计算:

-----d₀表示节点传输距离的阈值，ε_fs自由空间传播模型；ε_amp多路径衰减信道模型

核心算法：动态排序成簇算法

1.Input：N,M //传感器节点数量，M表示给定区域的边长

2.Output：树-簇路由结构

3.初始化：total_energy=0,min_distance=√2 M,temporary result=null and hop_node_state=false

//剩余能量总和，初始值为0,；记录任意两个节点的最小距离变量

4.For （i=1;i<=N;i++）

5. Calculate d（i,MS） //计算节点i与移动节点间的距离

6. total_energy += energy[i]

7.End For //4-7 计算出所有节点的剩余能量

8.avg_energy = total_energy/N // 所有传感器节点的平均剩余能量

9.sorted_order[].node //根据d(i,MS)的升序排序

10.For (α=1,α<=N;α++)

11. Calculate d(sortrd_order[α].node,MS)

12. For(ß=1,ß<=α-1;ß++)

13. Calculate d(sorted_order[α].node,sorted_order[ß].node) //计算节点α，ß之间的距离，记为d_{α,β .}节点与MS之间的距离分别为d_α,MS d_β,MS

14. Calculate d_β,MS

15. If((d_α,MS<d_α,β)and hop_node_state == false)

16. hop_node_state == false

17. Else

18. If(min_distance>d_α,β)

19. hop_node = sorted_order[β].node

20. hop_node_state = true

21. min_distance = d_α,β

22. End If

23. End If

24. End For

25. If(hop_node_state == true)

26. sorted_order[α].node 连接到hop_node 并且暂时存储该状态

27. Else

28. sorted_order[α].node 自己链接到MS 并且暂时存储该状态

29. End If

30. min_distance = √2 M

31. hop_node_state = false

32. End For

33.存储的结果就是最终的树-簇路由结构

巴特西

第八周论文学习03 An Efficient Tree-based Power Saving Scheme for Wireless Sensor Networks with Mobile Sink

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