為解決當前大規模無線傳感網部署中因分簇不當導致能量消耗過大、網絡傳輸質量下降的問題，提出一種基于分區自感簇頭的無線傳感網數據傳輸保障方法。對整個傳感網絡分區內的節點指定射頻信號最強的一個節點為簇頭（CH）節點。在每一個分區內，通過計算每個簇成員節點（CM 節點）的能量閾值，從中選擇閾值最佳以及輪詢時間最短的節點作為CH節點的備用節點，對觸發這種輪換的最佳時刻進行分析計算，以便能夠尋找到網絡能耗水平最小化的約束條件，降低網絡拓撲結構重建過程中的能量開支，從而提高無線傳感網的生命周期，保障數據在傳感網絡存活時間內實現高效傳輸。實驗結果表明，該機制能有效延長網絡穩定時間，改善網絡傳輸質量，并減少網絡整體能耗。

　　由于分簇結構在無線傳感網中具有重要的地位，一般來說，每個分區都應該包含一個簇頭節點（ＣｌｕｓｔｅｒＨｅａｄ，ＣＨ）和２個及以上的簇成員節點（ＣｌｕｓｔｅｒＭｅｍｂｅｒ，ＣＭ）。其中，ＣＨ節點維持一定功率的能力輸出，尋找通信鏈路并優化，從而保障數據通信任務。從本質上說，ＣＨ節點起到將各種形式的能量進行傳輸的任務，其能量的強弱與ＣＨ節點搜集并發送的各種無線射頻信號的強度息息相關。由于ＣＨ節點在分區簇結構內起到舉足輕重的作用，因此需要采取一定的措施保障無線射頻信號能夠安全、可靠、穩定地在這種大規模無線傳感網絡中傳輸。而ＣＨ節點的能量消耗水平比簇成員的能量消耗水平高得多，一旦能量耗盡，ＣＨ節點停止工作，那么整個無線傳感網就處于癱瘓的狀態。

　　為此，研究人員設計了動態簇節點輪換機制，主要有閾值自感觸發機制（ＴｈｒｅｓｈｏｌｄＳｅｌｆＴｒｉｇｇｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍ，ＴＳＴＭ）和動態平均輪換機制（ＤｙｎａｍｉｃＡｖｅｒａｇｅＲｏｔａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍ，ＤＡＲＭ）２種。ＴＳＴＭ 機制采用簇頭動態自感能量閾值的辦法，通過計算簇頭能量閾值Ｅｔｈ來觸發簇頭輪換過程，可顯著降低能耗水平，典型代表如ＥＤＡＣ和ＥＤＣＲ機制。

　　給出了一種基于ＥＤＡＣ和ＥＤＣＲ機制的最佳能量閾值計算的解，而且證明了在特定條件限制下，采取能量閾值進行簇頭輪換的方式要優于采取ＤＡＲＭ 機制。但是，基于ＴＳＴＭ 機制的簇頭輪換在計算能量閾值時效率不高，容易導致網絡擁塞。

　　ＤＡＲＭ 機制主要采取預設周期平均輪換簇頭節點的方式觸發簇頭輪換過程，使得每個節點都有機會成為簇頭節點來保障能量傳輸。給出了分區節點中選擇性能最好的節點作為初始時刻的簇頭節點，分析證明了在網絡節點數量高于一定數值之后，采取ＤＡＲＭ 機制更能保證網絡正常的運行，而且給出了每次都選擇性能最好節點的情況下的最優解。但是這種算法的簇頭節點輪換是在全網范圍內進行，輪換過程往往會影響到無線傳感節點正常的射頻信號發射和接收，另外由于周期是事先設定的，不能隨著網絡狀況的好壞而進行動態的設定。

　　為解決上述難題，本文分析基于分區自感簇頭方式的大規模無線傳感網的能耗，在此基礎上給出基于分區自感簇頭的無線傳感網數據穩定傳輸保障機制。該機制分為２個部分，首先給出基于負載的簇頭能量閾值Ｅｔｈ的計算，然后采取一種分層的分區拓撲重建與自感簇頭輪換算法（ＴｏｐｏｌｏｇｙＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＳｅｌｆＩｎｄｕｃｔａｎｃｅａｎｄＣＨＲｏｔａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＴＲＯＳＩＡＲＡ）機制，完成區域內的準簇簇頭結構的重建。該機制從ＭＡＣ層進行調度，可以迅速在分區內實現簇頭的建立與故障檢測。當網絡工作正常時，簇頭依據節點剩余能量進行備份選擇。一旦簇頭節點無法正常工作，備份簇頭將迅速替代原簇頭，從而維持該區域內射頻信號的保障傳輸工作，延長網絡的穩定時間。

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