Совместная мобильность и маршрутизация для увеличения срока службы беспроводных сенсорных сетей

Несмотря на то что для беспроводных сенсорных сетей было предложено множество энергоэффективных и энергосберегающих протоколов маршрутизации, концентрация трафика данных в направлении небольшого числа базовых станций по-прежнему представляет собой серьезную угрозу для срока службы сети. Основная причина заключается в том, что сенсорные узлы, расположенные вблизи базовой станции, вынуждены ретранслировать данные для значительной части сети и поэтому очень быстро разряжают свои батареи. Предлагаемое в этой статье решение заключается в использовании мобильной базовой станции; благодаря этому узлы, расположенные рядом с ней, со временем меняются. В таком случае протоколы сбора данных можно оптимизировать с учетом как мобильности базовой станции, так и многоскачковой маршрутизации. Сначала мы исследуем мобильность базовой станции и приходим к выводу, что оптимальная стратегия мобильности заключается в следовании по периферии сети (мы предполагаем, что сенсоры размещены внутри окружности). Затем мы совместно рассматриваем алгоритмы мобильности и маршрутизации в этом случае и показываем, что более эффективная стратегия маршрутизации использует сочетание кольцевых маршрутов и коротких путей. Для каждого из этих утверждений мы приводим подробную аналитическую модель и подтверждаем ее результатами моделирования. Мы показываем, что достигнутое увеличение срока службы сети составляет примерно 500%.