无线传感器网络路由协议综述.pdf

万方数据$疆：{：薹飘表示波≮无线传感器网络路由协议综述木学电20lO年6月脑习第3期WirelessWSN路由协议介绍高栋梁”张俊虎姜圣Summarymount若要求以负载平衡达到节能目的，路由应该根据实际负载摘要：本文以典型路由协议为样本．分析、归纳和总结了在数据通讯量、延迟、可扩晨性上的性能表现。从而为无线网络具体关键词：传感器节点踌由协议中图分类号：TP316．4文献标识码：文章编号：1002—2422(2010)03—0002_03SensorProtocol划分路由协议种类有不同的标准。按是否需要外界辅助的地理信息准则，可划分为基于地理位置信息的协议和非基于地理位置信息的协议；按照网络中数据发送模式，路由机制可以相应地采用适合周期性地发送数据连续模式、事件驱动模式、请求驱动模式、事件驱动和请求驱动混合模式的协议：按照网络路由是否动态生成，可划分为表驱动路由协议和按需路由协议等。下面介绍各个协议的工作方式。SPIN采用广告、请求、数据三种消息类型。节点A在发送DATA数据包之前，会对外采用泛洪方式广播ADV包，若某个节点B希望接受要传来的数据，向A回复REQ数据包。A将向B发送数据包。GPSR对节点位置进行了统一编址。选择邻居节点中离数据包目的节点更近的点作为转发节点。当数据到达没有比当前节点更接近目的节点的区域(空洞)，数据无法传输。可利用平面图解决空洞问题。DIFFUSION路由过程分为请求、梯度建立和路径加强三阶段。请求含有目标区域、数据发送速率等参数。节点接收到请求后，若当前请求缓存中没有相同的请求记录，加入新记录。记录中包含了相邻节点数据发送率，称“梯度”。当请求扩散整个网络后，选择“梯度”最大的路径将反向把数据快速路由。模拟过程如图1所示。GEAR发出请求后，数据扩散过程包括目标域传送和域内传送。若在目标区域传输遇到空洞现象，则根据开销函数选择开销最小的邻居作为下一跳节点。在域内传送阶段，主要是通过两种方式(泛洪、区域递归)使数据在域内扩散。LEACH随机选择簇头，普通节点按接收到信号强弱加入簇层。簇层内节点单跳与簇头通讯，簇头与汇聚节点通讯。TEEN划分出多级簇层结构。子簇头单跳和父簇头通讯。PEGASIS在网络中节点中采用算法构造一个数据链，各个节点向靠近唯一网络簇头的邻居发送、接收其他节点传来的数据。表1各个协议的数据路由方式总结1．2路由协议决策要考虑的准则设计协议要考虑多种因素，包括数据通讯量、带宽、网络负载情况、网络拓扑结构动态变化、网络节点增加、数据融合、可靠性等。图2中，数据从A传送到节点C。若要求传送及时，路由可采用A-"B-"-C路径，减少了传送中继节点；情况采用负载相对较小的路径；若要求对不同节点的数据进行融合，可以选择A—E—F—G—H—C融合更多节点的数据；若要求可靠性，路由可以同时选择这两条路径。若被监测区域内的节点位置发生无规律变化，路由应该具备适应用提供有力的参考。汇聚节点能量簇头ofNetworkRoutingAbstract：TheKeyword：Sensor1DIRECTED源节点O普通节点连续发送模式请求驱动模式混合模式是收稿日期：2010-03—29·青岛市科技局应用基础研究计划项目(项目编号：09一l一3—56-jch)。··高栋粱青岛理工大学计算机工程学院硕士研究生(山东，青岛266033)．AGaoDongliangZhangJunhuJiangShengpaperanalyzes，summarizesandconcludesthedatacommunication,thedelaycommunicationheexpansibilitynetworkperformanceinidrtuesample10typicalroutingprDtocols，whichprovidesstrongreferenceforspecificapplications．NodeSinkEnergyCluster-headsLEACHTEENPEGASISSPINDlRECTEDDIFFUSl0NGPSRGEAR·2·t—a万方数据麟卜DI唧sIONDIRECTEDl路由延迟2路由协议的路由通讯量分析3路由协议的路由延迟分析4路由协议的可扩展性分析头传送，不必像LEACH协议一样要求普通节点必须具备和5结束语参考文献应网络拓扑结构不断发生变化的能力；若要采集详尽数据而添加节点，协议还应具备支持更多节点协同工作的能力。一数据流向图3层次性路由协议随节图4SPIN和DIRECTED图5层次性路由协议随源节点到汇点数量增加通讯量的变化SION随着节点增加通讯量的比较聚节点距离增加。路由延迟相应变化1．3路由协议的性能参数(1)数据通讯量把一块数据路由到观察者，不同算法会使得该数据的