无线传感器网络路由协议研究进展及发展趋势*

描述了无线传感器路由协议所面临的问题与挑战,分析和比较了典型的平面路由协议及层次路由协议。最后总结了理想路由协议应该具有的特点以及路由协议未来的研究策略及发展趋势。     

无线传感器网络路由协议研究进展

无线传感器网络具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关.传统路由协议不能有效地用于无线传感器网络,因而人们研究了众多的无线传感器网络路由协议.在介绍无线传感器网络的特点后,提出了路由协议的分类方法,然后着重分析了当前一些较为重要的路由协议的核心路由机制,并采用比较方式指出了这些路由协议的类别、特点和主要应用范围.最后总结了好的路由协议应具有的特点以及未来的研究策略与发展趋势.     

无线传感器网络中基于骨架的路由协议*

传感器节点能量有限且通常不可补给,有效的路由协议有助于降低网络的能量消耗,延长网络寿命。提出了无线传感器网络中基于骨架的路由协议,在仅利用连接信息的基础上,首先提取出传感器网络的骨架,然后利用骨架对每个传感器节点命名,利用节点名称就可以实现源节点与目标节点间的路由。仿真实验表明了算法的有效性。     

基于遗传算法的无线传感器网络路由协议研究*

针对无线传感器网络能量受限、建立高效路由困难等特点,将遗传算法应用于无线传感器网络路由协议中,提出了一种快速构建无线传感器网络最优路径方法。采用可变长度染色体编码,采取选择、交叉和变异操作,充分利用基站的信息资源和强大计算功能,逼近无线传感器网络最优路径。仿真结果表明,基于遗传算法的无线传感器网络路由协议可以有效延长无线传感器网络的生命周期,改善网络性能。     

无线传感器网络多路径路由协议研究进展*

在研究目前存在的多径路由协议特点及核心路由机制基础上,总结了多路径路由协议的特征,并对不同的多路径路由相关项进行了比较。最后指出了多路径路由的研究思路以及未来的发展趋势。     

无线传感器网络的路由协议

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,路由协议是其组网的基础;在综合大量路由协议和算法文献的基础上,对现有的无线传感器网络路由协议进行了归纳,初步对其进行了分类,介绍了几个典型的方案,并对各种方案进行了对分析,指出了其优缺点和发展趋势.     

无线传感器网络路由协议研究进展

融合了传感器、微机电系统和网络通信等技术而形成的无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取和处理技术.路由协议是无线传感器网络研究中富有挑战性的问题,现有无线自组网络和互联网络路由协议不适用于无线传感器网络.无线传感器网络路由协议主要考虑如何针对不同的应用和网络构成使用有效的路由算法,在不损害数据传输的前提下实现整个网络的生命周期最大化.根据网络中节点功能是否一致,无线传感器网络包括平面和分层路由协议两大类.本文根据各种协议的工作原理,对比分析了各种路由协议在路由方式、冲突避免、数据融合和网络生命周期最大化等方面的优劣,并指出了下一步的研究方向.     

三维无线传感器网络贪婪地理路由协议

针对已有的三维无线传感器网络路由协议均将三维问题转换到二维平面上解决,没有充分利用三维空间的特点,提出了一种基于地理信息的三维无线传感器网络贪婪地理路由(GGR)协议。该协议在通常状况下采用贪婪转发算法,针对基于地理信息的贪婪算法中易出现的路由空洞问题,给出一种三维滚动球边界遍历算法。实验结果表明:该协议具有较高的路由成功率,路由跳数也得到优化,尤其是在节点密度较低的情况下体现出较强的优势。     

无线传感器网络中基于旧路由的路由更新协议

本文阐述了无线传感器网络作为一种全新的无线通信网络,它的结构及其应用,并着重分析了一种基于旧路由的路由更新协议(OBRUP),该协议利用旧路由的信息,形成新路由.这对于由于目标和sinks的移动引起的路由中断的更新尤其有用.     

伪三维的地理位置无线传感器网络路由算法

针对实际应用中传感器网络大多分布在山地丘陵等起伏地势环境下,在研究基于地理位置路由算法的基础上,结合无线传感器网络分布的地势环境,提出了伪三维的地理位置无线传感器网络路由算法。该算法利用电子地图,计算节点间沿起伏地势的近似最短路径,路由过程中根据地理位置信息选择下一跳时,用当前节点和邻居节点到目标节点在起伏地势上的最短路径代替空间欧氏距离。实验仿真证明,与目前使用较多的三维贪婪路由算法相比,该算法能有效减少数据在转发过程中的路由跳数。     

矿井无线传感器监测网络路由改进算法的研究

分析了煤矿监测无线传感器网络的网络特点及其对应的路由协议的基本要求,针对井下网络拓扑变化频繁的特点,提出一种基于位置信息和网络梯度的贪婪型路由算法。该路由算法很好地解决了节点如何走出空洞现象和如何选择最优下一跳路由节点两个关键问题,路由信息简单可维护性强,研究结果表明该算法下的网络具备很好鲁棒性和可扩展性,满足井下实时监测网络的应用需求。     

一种改进的WSN源位置隐私保护路由算法

在无线传感器网络通信中,针对已有幻象路由协议可能因失效路径而降低源节点安全时间的问题,提出了一种基于最短距离路由的无线传感器网络源节点位置隐私保护路由算法.该路由算法包括初始化过程、改进的源节点幻象路由策略和避开源节点可视区的最短距离路由策略.理论分析和实验结果表明,与已有的幻象路由协议相比,该路由算法生成的幻象节点能较好地远离源节点,并且提高了源节点的安全时间,可以较好地保护源节点位置的隐私安全.     

无线传感器网络中分段贪婪地理路由算法

针对基于地理位置的无线传感器网络路由中存在的路由空洞问题,提出一种新的路由模式:分段贪婪路由.在该模式中,整个路由过程被中间节点序列划分为若干段,在每一段上仅应用贪婪转发策略.为确定合适的中间节点,给出一种基于递归探测的方法,并以GPSR算法为基础探测路由构造了SGR算法.仿真实验表明,在存在不同类型、大小、数量路由空洞的网络环境中,SGR算法均能以较小的探测开销获得接近最优的路由路径,尤其是凹空洞存在的情况.     

基于虚拟坐标系统的无线网络地理路由算法

针对地理路由算法中的路由空洞问题,通过引入虚拟坐标的方式,提出了一种新颖的无线网络地理路由算法——双重贪婪算法(DGA)。根据网络的拓扑结构信息,DGA为每个节点分配虚拟坐标,在基于真实地理位置的贪婪算法遇到路由空洞时,以基于虚拟坐标系统的贪婪算法作为恢复机制,从而保证路由算法的收敛性。DGA克服了GPSR等传统地理路由算法只能适用于理想的单位圆图(UDG)的缺点,能够适用于更加真实的无线网络模型。仿真实验验证了DGA高效的路由性能及良好的扩展性。     

地理路由算法在三维传感器网络中应用

为解决三维传感器网络中应用地理路由算法引起的路由空洞问题,引入树型网络路由算法,提出一种新的地理路由算法———基于树型网络的贪婪算法（ GAT）。根据三维传感器网络拓扑结构信息,GAT生成一个树型网络拓扑,并为每个节点分配ID信息,当基于真实地理位置的贪婪算法遇到路由空洞时,采用树型网络路由算法作为恢复机制,保证了数据分组的可达性。GAT克服了三维空间中贪婪算法的路由空洞问题,可以保证三维传感器网络中任意节点之间数据分组的可达性。仿真实验验证了GAT在三维空间的可行性以及高效的路由性能。     

基于地理路由协议GPSR的研究和改进

分析了地理路由协议GPSR的特性,并针对GPSR协议在遇到空洞时,贪婪算法失效而出现的消耗过多能量的情况,提出了一种简易的能量改进策略,以减少由于GPSR协议中周围模式引起的过多的跳跃。基于这种策略,提出了一种改进的地理路由协议。在路由子集节点被动获得的局部网络信息的帮助下,此协议能裁减路由线路,以减少由GPSR的周围模式引起的很大一部分跳跃。     

Mobile-Agent的空洞避免路由算法

为了解决空洞恢复路由算法在能耗、路由开销及可扩展性等方面的问题,提出了使用移动代理(mobile-agent,MA)进行网间处理来避免"路由空洞"的算法(hole avoiding routing algorithm with mobile-agent,HAMA)。HAMA将网络中的节点分为"空洞相关节点"或"空洞无关节点",通过采用MA方式,对"空洞相关节点"进行路由处理,为其找到一个最优下一跳节点,最终成功建立到Sink节点的路由,从而达到避免"路由空洞"的目的。HAMA使节点提前意识到"路由空洞"的存在,尽可能绕开路由空洞,从而降低网络能耗,均衡网络负载。与经典空洞路由算法GPSR(greedy perimeter stateless routing)相比,HAMA能够成功避免"路由空洞",即使遇到"空洞相关节点",也能较为成功地启用各种恢复机制绕过空洞,具有低成本、高性能的特点。     

一种基于左、右手法则的GPSR分区边界转发路由协议*

针对无线传感器网络贪婪地理路由协议中的路由空洞问题,分析了现有路由空洞解决策略的不足,对GPSR路由协议中边界转发策略进行改进,提出了一种左、右手法则相结合的分区边界转发策略.仿真结果表明,改进后的协议能够以较小的控制开销代价,提高数据包投递成功率,减少路由跳数,提高贪婪地理路由协议的实时性.     

贪婪协议路由代数及其应用

在无线网络路由协议中,错误地使用路由尺度会降低网络的路由性能,甚至会导致某些节点之间根本无法正常通信,称为路由尺度的兼容性问题.基于路由代数理论,分析了贪婪协议中路由尺度的兼容性问题,推导出了贪婪算法用作数据分组的转发机制时贪婪协议具有可达性的充分必要条件,并以4个路由尺度实例说明了分析结论在贪婪协议设计中的具体应用,为贪婪协议的设计提供了重要的技术依据.     

无线传感器网络GEAR算法的改进

针对无线传感器网络中地理位置路由(GEAR)算法在转发查询消息和解决路由空洞问题存在局限性,提出了一种改进的方案.改进的GEAR算法从均衡网络流量出发,根据规则建立了从源节点到目标区域的多条路径,并且避免了同一节点重复面临同一路由空洞问题.用NS2对GEAR算法和改进后的算法进行仿真,结果表明,改进的算法能够较好的平衡网络负载,增加网络生命周期.