路由概述.doc

路由概述
摘要:随着微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步,多功能传感器快速发展,进而使无线传感器网络(WSN)成为目前研究热点。WSN 是由部署在检测区域内的大量廉价微型传感器节点组成,形成一个多跳的自组织网络系统,使其在小体积内集成信息采集、数据处理和无线通信等功能,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并提供给终端用户。
关键词:WSN 路由协议 无线传感网络
马竞怡湖南科技大学物理与电子科学学院,湖南湘潭411201
无线传感器网络中节点的能量资源、计算能力和带宽都非常有限,而且无线传感器网络通常由大量密集的传感节点构成,这就决定了无线传感器网络协议栈各层的设计都必须以能源有效性为首要的设计要素。网络层的主要设计目标是能源有效性路径的建立;可靠数据转发机制的形成;最长网络生命周期的实现。
无线传感器网络路由协议设计与传统的无线ad hoc 网络有很多不同,无线传感器网络路由设计的重要目标是降低节点能源损耗,提高网络生命周期;而传统的无线ad hoc 网络的路由协议设计的首要任务是移动条件下高服务质量的提供。这些不同导致了传统的无线ad hoc 网络路由协议不能直接用于无线传感器网络中,许多新的适用于无线传感器网络的路由协议得到提出,它的研究已经成为无线传感器网络研究中的热点。因而,根据具体的应用设计路由机制时,从四个方面衡量路由协议的优劣:
(1)能量高效
传统路由协议在选择最优路径时,很少考虑节点的能量问题。由于无线传感器网络中节点的能量有限,传感器网络路由协议不仅要选择能量消耗小的消息传输路径,更要能量均衡消耗,实现简单而且高效的传输,尽可能地延长整个网络的生存期。
(2)可扩展性
无线传感器网络的应用决定了它的网络规模不是一成不变的,而且很容易造成拓扑结构动态发生变化,因而要求路由协议有可扩展性,能够适应结构的变化。具体体现在传感器的数量、网络覆盖区域、网络生命周期、网络时间延迟和网络感知精度等方面。
(3)鲁棒性
无线传感器网络中,由于环境和节点的能量耗尽造成传感器的失效、通信质量的降低使网络变得不可靠,所以在路由协议的设计过程中必须考虑软硬件的高容错性,保障网络的健壮性。
(4)快速收敛性
由于网络拓扑结构的动态变化,要求路由协议能够快速收敛,以适应拓扑的动态变化,提高带宽和节点能量等有限资源的利用率和消息传输效率。而关于无线传感器网络路由协议的分类,研究人员针对不同的标准,形成了多种分类方法,目前还没有统一的分类标准
无线传感网中的路由协议设计
Sink 或通信卫星实现传感器网络与任务管理节点通信。
无线传感器网络体系结构中存在着下列影响路由协议设计的因素:
:大部分网络体系结构都假设传感节点是静态的,而Sink 是可移动的。观察对象的移动或静止则处决于不同应用程序的要求。
:分为固定和自组织两种拓扑配置方式。固定情况下,手动配置节点,数据通过预定路径传送;自组织情况下,节点以ad hoc 方式随机散布。
:根据不同的应用程序,可将数据发送模式分为连续模式,事件驱动模式,查询驱动模式和混合模式。
:通常所有的传感节点都为同构的。在需要不同功能的传感器的应用中,也存在异构的传感