基于節能的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由協(xié)議研究
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2．2 DD協(xié)議
DD(Directed Diffusion)是Estrin等人專(zhuān)為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )設計的路由協(xié)議。匯聚節點(diǎn)將查詢(xún)任務(wù)封裝成興趣消息(interest)的形式，采用洪泛方式傳播興趣消息到其他節點(diǎn)，興趣消息用來(lái)表達用戶(hù)對監測區域內感興趣的信息。在興趣消息的傳播過(guò)程中，協(xié)議逐跳地在每個(gè)節點(diǎn)上建立反向的從數據源到匯聚節點(diǎn)的數據傳輸梯度。節點(diǎn)將采集到的數據沿著(zhù)梯度方向傳送到匯聚節點(diǎn)。定向擴散的最大特點(diǎn)是引入網(wǎng)絡(luò )梯度的概念，其優(yōu)勢在于擴散過(guò)程能夠將按照經(jīng)驗選取的較優(yōu)路徑緩存以實(shí)現節能，并且提高節點(diǎn)間的有效性、魯棒性和協(xié)作的可擴展性。
2．3 GEAR協(xié)議
GEAR(Geographical and Energy Aware Routing)是一種典型的地理位置路由協(xié)議。該算法的提出基于以下思想：在傳感器網(wǎng)絡(luò )中向適當區域發(fā)送查詢(xún)時(shí)，此查詢(xún)數據中包含了位置屬性信息，因此，可以利用這一信息將在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中擴散的信息傳送到適當的位置區域中。該算法引入了預估費用(estimated cost)和學(xué)習費用(1earning cost)，通過(guò)比較兩者值的大小來(lái)選取更接近匯聚節點(diǎn)的傳感器節點(diǎn)作為下一跳。GEAR利用能量和地理信息作為啟發(fā)式選擇路徑向目標區域傳送數據，它是在DD的基礎上提出的，但由于GEAR只考慮向某個(gè)特定區域發(fā)送興趣，而不是像DD那樣發(fā)布到整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，因此，GEAR相對DD更加節省能量。
2．4 SAR協(xié)議
SAR(Sequential Assignment Routing)協(xié)議是一個(gè)典型的具有QoS意識的路由協(xié)議。該協(xié)議通過(guò)構建以匯聚節點(diǎn)的單跳鄰節點(diǎn)為根節點(diǎn)的多播樹(shù)來(lái)實(shí)現傳感器節點(diǎn)到匯聚節點(diǎn)的多跳路徑，即匯聚節點(diǎn)的所有下一跳鄰節點(diǎn)都以自己為根創(chuàng )建生成樹(shù)，在創(chuàng )建生成樹(shù)過(guò)程中考慮節點(diǎn)的時(shí)延，丟包率等QoS參數以及最大數據傳輸能力，這樣就反向建立了到匯聚節點(diǎn)的具有不同QoS參數的多條路徑。SAR的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是綜合考慮了能效和QoS，仿真結果表明，與只考慮路徑能量消耗的最小能量度量協(xié)議相比，SAR的能量消耗較少。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/163861.htm
3 路由協(xié)議對比分析
節能是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )最重要的特征，因而高效地利用能量是無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò )路由協(xié)議設計的根本出發(fā)點(diǎn)。LEACH和PEGASIS具備很好的節能策略，SPIN，DD，GEAR，SAR也分別具備相應的節能策略。但是，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )與應用高度相關(guān)，所以路由協(xié)議在節能的前提下還要滿(mǎn)足以下方面的性能要求：以數據為中心、支持數據融合、基于節點(diǎn)定位、具有可擴展性、魯棒性、提供QoS支持等。依據上述性能指標，對描述的路由協(xié)議特點(diǎn)進(jìn)行對比的結果如表1所示。
4 結 語(yǔ)
深入分析了低功耗路由協(xié)議LEACH及PEGAS―IS，希望能對以后LEACH及PEGASIS協(xié)議的改進(jìn)起到一定的推動(dòng)作用。在綜合所述的路由協(xié)議基礎之上，總結出以下幾種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由協(xié)議能量?jì)?yōu)化方法：
(1)數據融合。節點(diǎn)通過(guò)對數據進(jìn)行融合，降低網(wǎng)絡(luò )開(kāi)銷(xiāo)，節省能量。
(2)數據命名。數據命名機制能高度搜索用戶(hù)所需數據，避免數據在網(wǎng)絡(luò )中的重復發(fā)送，降低了網(wǎng)絡(luò )開(kāi)銷(xiāo)。
(3)局部協(xié)商技術(shù)。協(xié)商技術(shù)能夠有效地避免由于節點(diǎn)間重復地收發(fā)大量冗余信息所造成的能量浪費。
(4)隨機路由選擇。路由協(xié)議支持到目的地的低開(kāi)銷(xiāo)多種路由會(huì )使網(wǎng)絡(luò )負載趨于平衡，延長(cháng)網(wǎng)絡(luò )壽命。除了能量高效，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由協(xié)議還存在一些挑戰，如QoS和帶寬的高效利用，在能量有效性的前提下提供對節點(diǎn)移動(dòng)的支持，網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題等。這些問(wèn)題將在以后的工作中繼續深入研究。
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