基于上下文的能量均衡簇头选举算法

包荣鑫 黎子熠 刘嘉莹 张思萌

【摘要】 各种各样的簇头选举算法中，很多都要对路由信息进行处理，负责起选择路由的功能，无形中加大了节点的消耗。同样在各种分簇算法中，它们每次簇头的选举是分次进行的，每一轮都需要将所有的簇进行重新选举，这样就会存在一个这样的情况，某个簇的簇头能量耗费比其他的多很多，该簇可能需要进行重新簇头选举时而其他的还完成不需要，这样新的一轮选举没有必要举行而可能导致了该簇可能簇头能量耗完而失效，从而让该簇在新一轮簇头选举前从网络拓扑中丢失。本文提出的能量均衡算法利用节点的上下文信息以及应用与程序的上下文信息很好的解决了这一点，利用这些上下文信息，能够很好的对各种信息进行计算与推断，从而然得到的信息具有很高的准确度。

【关键字】 能量均衡 簇头选举

一、算法中的初始工作

算法执行所需要的信息主要从上下文信息数据库中得到的，因为历史上下文信息以及当前上下文信息进入网关后，首先是进入上下文信息数据库，建立索引项，完成关键字的虚拟上下文实体的建立。

然后根据这些关键字的虚拟上下文即上下文语义来获取信息，在本簇头获取算法中需要用到的关键字就是那些能够与能量计算相关的数据或者数据描述字，例如接收/发送数据大小、能量、ID信息等等，

二、节点接收与发送数据计数

统计节点的数据感知、接收与发送情况非常重要，这是整个算法能够成功的最为关键的一个步骤，整个计算过程需要网关分辨数据的来源，如果有路由情况，还需要对路由路线中的一系列的节点进行遍历访问，给它们增加相应的接收与发送的数据量。计算一个节点的数据感知与发送以及接收量，所有的工作都需要网关进行，对于直接与网关联络的节点，直接就可以根据数据量做出正确的结果；对于非直接与网关联系的节点计算上，需要对数据的来源以及路径进行确定然后计算。

三、基于上下文的能量均衡选举算法

四、结论

关于分簇的网络中，对于簇头节点的选取非常重要，直接关系到整个系统的生存时间的长短，因此对分簇算法对于分簇网络来说十分重要。

本文中算法中对各种上下文信息的存储以及每次簇头选举情况信息的存储，能够有效的为下一次节点重新充满能量工作提供参考，从而更好的为新一轮的工作提供帮助，这一点可以作为下一阶段的研究。

同时算法还可以利用认知网络的自配置功能设置一些参数，根据网络情况调整参数，让节点做出更多减少能量消耗的行动。