無線傳感器網絡的拓撲維護（一）

　　接下來對該模型進行詳細描述。

　　（1）觸發器

　　觸發器負責周期地觸發當前網絡拓撲的維護過程，其對拓撲維護的性能具有重要的影響。因為如果提前觸發，則由于頻繁運行拓撲維護協議或算法而消耗不必要的能量，而滯后觸發，則將導致網絡可能以次優甚至不連通狀態運行，降低甚至無法實現網絡的服務質量。常見的觸發標準有：

　　時間：網絡運行一段時間后觸發拓撲維護，該時間的大小通常是固定且預先定義，通常由一個定時器來完成。

　　SPAN基于時間來觸發網絡中協調器節點的更新過程，從而實現骨干網絡的拓撲維護。

　　能量：鑒于無線傳感器設備的能量限制，當節點的能量級別低于某個閾值時觸發拓撲維護是很有必要的。LPH算法中，當節點的剩余能量E（i）低于平均剩余能量Eavr 時，觸發簇內拓撲維護過程。CLTC算法中，當簇頭節點的能量降到門限值M 時，觸發簇內拓撲維護過程。而Poly算法中，當網絡的整體能量降低10%時觸發拓撲維護過程。

　　節點故障：當網絡中一個或一些節點故障時，觸發拓撲維護。如SMSS算法中，當節點u 發現某個節點m 故障時，它將檢查m 是否為其確定的鄰節點，如果是則重新運行拓撲構建算法來維護網絡拓撲結構。EETMS算法中，一旦網絡發現故障節點，觸發局部拓撲維護過程。

　　網絡密度：采用網絡的節點度或者一些重要節點的節點度來觸發拓撲維護過程。AFECA提出的自適應精度節能算法使用鄰居密度來觸發拓撲維護過程。

　　此外，這些觸發條件也可任意組合用來觸發拓撲維護過程，如基于能量和節點故障，或者時間和能量等。此外，其它的網絡參數也可作為觸發標準，如鏈路失效、頻繁丟包以及擁塞和長路由路徑等。

　　（2）決策器

　　決策器主要確定采用何種策略來維護當前的網絡拓撲結構，它是拓撲維護的核心。拓撲維護策略可以分為兩種，一種是基于角色輪換的拓撲維護策略，也就是說通過對網絡中節點的角色-如睡眠/工作、簇頭/非簇頭等進行切換來節約能量，實現延長網絡生命周期的目的。另一種是基于拓撲重構的拓撲維護策略，其實質是運行拓撲構建階段的算法或專門的拓撲維護算法與協議來維護網絡拓撲結構。

　　在基于角色輪換的拓撲維護策略中，首先要明確網絡中每個節點所能扮演的角色。每個節點的角色遷移與拓撲維護協議或算法特點和設計密切相關，確定節點所處角色的因素包括節點密度、位置、通信流量、丟包率、時間以及外部環境條件等。如節點當前為角色1，當某個事件發生，則節點進行相應測試以決定是否進入角色2還是繼續處于角色1.

　　而基于拓撲重構的拓撲維護策略中，主要是重新調用拓撲構建階段的算法或專門的拓撲維護算法。因此，調用算法的頻率是關鍵。一旦觸發器觸發拓撲維護過程，拓撲維護策略則應該綜合考慮網絡的相關性能，決定是否調用相關算法或協議，以均衡網絡能量消耗并最終延長網絡生命周期。

　　此外，決策器還可根據網絡運行情況在不同的階段采用不同的維護策略來維護當前的網絡拓撲結構。無論是基于角色轉換還是基于拓撲重構的拓撲維護技術，決策器還負責對生命周期的監測。也就是說，在網絡的生命周期內，決策器根據維護策略周期性地對網絡拓撲結構進行維護，而一旦網絡的生命周期結束，決策器停止維護過程，并宣告網絡死亡。