无线多媒体传感器网络QoS路由算法研究

由于廉价的CMOS摄像头、麦克风的出现,以及对含有丰富信息的图像,视频和音频信息需求导致了无线多媒体传感器网络-(WMSN)的出现.WMSN具有资源有限、可变的信道容量、数据高度冗余等特点,使得WMSN的QoS路由具有极大的挑战性.提出了一种基于Mesh结构的WMSN,并在该结构体系下,提出了一种基于蚁群算法的QoS路由算法.实验研究表明,蚁群算法具有不依赖全局信息的优点,具有应用于WMSN的前景.实验同时表明,决定蚁群算法收敛速度以及会影响传感器网络性能的一些关键参数较难确定,需要进一步研究.     

一种WMSNs能量感知QoS路由机制设计

随着对监测数据的要求越来越高,多媒体传感器网络具有广泛的应用前景。由于多媒体信息对QoS的要求比较高和网络对能量的依赖较大,使得无线多媒体网络中QoS问题的研究极具挑战性。从网络层角度提出一种基于能量感知的可靠路由机制,通过充分考虑节点的剩余能量和路径的可靠性,选择相应的路由,从而提高了对网络资源的利用和网络的可靠性。仿真实验显示该机制能有效提高传输的可靠性,降低网络通信开销。     

基于熵权系数法的无线传感器网络自适应QoS路由算法

针对无线传感器网络中不同业务对服务质量（QoS）指标的不同要求,以及QoS指标在网络运行过程中实时变化的特点,提出一种基于熵权系数法的自适应QoS路由（EAQR）算法。算法将路由建立过程抽象成多指标加权评分的问题,选取节点负载、平均能量势、通信时延作为QoS评价指标,采用熵权系数法自适应地确定指标的权重,选择最优节点转发数据。仿真实验显示,与有序分配路由(SAR)、能量感知QoS路由(EQR)算法相比,EAQR算法可以有效降低网络平均端到端延迟,减少丢包率,延长网络寿命。     

无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由

针对节点能量分布不均匀的无线多媒体传感器网络中大数据量传输问题,提出一种无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由算法EACM。该算法通过平衡路由节点间剩余能量差异,调节多路径聚集程度来均衡网络能耗减少数据包在路径上的延迟。仿真结果表明EACM算法能有效地延长网络生存期,减少数据包在路径上的时延。     

基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构

无线多媒体传感器网络（WMSNs）的网络服务质量（QoS）一直是人们关心的核心问题,然而目前WMSNs的QoS保障研究主要针对单个协议层或特定应用场景,缺少系统性的QoS体系框架研究。结合无线传感器网络自身特点,利用图论对网络进行建模。在此基础上,提出一种三层可计算QoS指标体系,并根据各种应用不同QoS需求将应用分为四类,设计出一种基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构（DQoSAW）。以传输MPEG视频流为例对DQoSAW进行验证,实验结果表明DQoSAW能够显著改进WMSNs的整体性能。     

一种节能的无线传感器网络QoS路由算法

针对无线传感器网络中不同业务对QoS的不同要求,提出了一种新的QoS路由算法—EBQoS算法。算法通过记录邻居节点到Sink节点的最小跳数信息建立到Sink节点的多条路径,并根据信息包的QoS要求和节点剩余能量选择合适的路径进行路由。通过仿真实验与顺序分配路由（SAR）算法的比较,结果表明该路由算法在提供差别服务和提高网络生存期方面具有明显的优势。     

一种基于DPSO的无线传感器网络QoS路由算法

针对无线传感器网络中不同业务对服务质量(QoS)的不同需求,提出一种基于离散粒子群优化(DPSO)的无线传感器网络QoS路由(DPSO-QR)算法。算法将路由建立过程抽象为多目标优化过程,以节点间通信的传播损耗、时延、带宽、丢包率为优化目标,利用DPSO算法实现多目标优化,为拥有不同QoS需求的网络业务提供满足其特有需求的优化路由。仿真实验表明:与SAR,EQR算法相比,DPSO-QR算法降低了网络平均端到端时延,减小了丢包率,延长了网络寿命。     

使用蚁群优化的WMSNs负载均衡路由方案

由于无线多媒体传感器网络（WMSNs）具有资源受限、信道容量可变、数据冗余度高等特点,研究WMSNs的QoS 路由具有极大的挑战性。针对上述问题,提出了一种使用蚁群优化的WMSNs负载均衡路由方案——ACOLBR。ACOLBR采用分簇技术进行区域划分,簇间利用ACO找到一条簇首到基站的最优路径,簇内利用以簇首为根节点的最小生成树算法组织路由。仿真结果表明,与AGRA和M-IAR算法相比,ACOLBR在负载均衡、传输时延、传输成功率、可扩展性和自适应性等方面均有较大改进,实现了全网的负载均衡,有效地延长了网络生命期,保证了网络传输的QoS。     

无线多媒体传感器网络多路径路由协议综述

在无线多媒体传感器网络路由协议中,多路径路由协议（MRP）有利于提高数据传输的可靠性和实现网络负载平衡,为多媒体数据流提供服务质量（QoS）保障。介绍了MRP的分类方法,并根据路由建立时机和数据传输技术,将其分为主动式、响应式和编码式三大类,对每一类涉及的MRP进行了详细的阐述和分析。最后归纳比较这些协议的特点,并指出MRP未来的研究重点。     

无线传感器网络QoS路由研究进展*

传统网络中的服务质量(quality of service,QoS)路由协议很难直接有效地应用到无线传感器网络中,因此人们针对无线传感器网络提出了一些新的QoS路由协议。首先探讨了无线传感器网络中QoS路由协议的一些特点,分析了设计QoS路由协议所面临的挑战;然后着重分析了当前提出的一些QoS路由协议的QoS机制、特点以及优缺点,并对这些路由协议进行了分类和比较;最后总结了QoS路由协议未来的研究策略和发展趋势。     

基于蚁群优化的无线传感器网络QoS路由

无线传感器网络QoS路由寻优问题是NP类问题,在寻找最优路径时,除了要满足时延、抖动、丢包率等约束条件,还要考虑路径的能量均衡。采用优化的蚁群算法求解该问题,将这些约束条件综合为适应度函数的参数,通过计算适应度值,找到最优路径。仿真结果表明,算法具有较快的收敛速度,能够搜索到时延最小和能量较均衡的路径,并尽量避免陷入局部最优解。     

Energy efficient and QoS based routing protocol for wireless sensor networks

The increasing demand for real-time applications in Wireless Sensor Networks (WSNs) has made the Quality of Service (QoS) based communication protocols an interesting and hot research topic. Satisfying Quality of Service (QoS) requirements (e.g. bandwidth and delay constraints) for the different QoS based applications of WSNs raises significant challenges. More precisely, the networking protocols need to cope up with energy constraints, while providing precise QoS guarantee. Therefore, enabling QoS applications in sensor networks requires energy and QoS awareness in different layers of the protocol stack. In many of these applications (such as multimedia applications, or real-time and mission critical applications), the network traffic is mixed of delay sensitive and delay tolerant traffic. Hence, QoS routing becomes an important issue. In this paper, we propose an Energy Efficient and QoS aware multipath routing protocol (abbreviated shortly as EQSR) that maximizes the network lifetime through balancing energy consumption across multiple nodes, uses the concept of service differentiation to allow delay sensitive traffic to reach the sink node within an acceptable delay, reduces the end to end delay through spreading out the traffic across multiple paths, and increases the throughput through introducing data redundancy. EQSR uses the residual energy, node available buffer size, and Signal-to-Noise Ratio (SNR) to predict the best next hop through the paths construction phase. Based on the concept of service differentiation, EQSR protocol employs a queuing model to handle both real-time and non-real-time traffic.     

Delay and link utilization aware routing protocol for wireless multimedia sensor networks

Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) consist of networks of interconnected devices involved in retrieving multimedia content, such as, video, audio, acoustic, and scalar data, from the environment. The goal of these networks is optimized delivery of multimedia content based on quality of service (QoS) parameters, such as delay, jitter and distortion. In multimedia communications each packet has strict playout deadlines, thus late arriving packets and lost packets are treated equally. It is a challenging task to guarantee soft delay deadlines along with energy minimization, in resource constrained, high data rate WMSNs. Conventional layered approach does not provide optimal solution for guaranteeing soft delay deadlines due to the large amount of overhead involved at each layer. Cross layer approach is fast gaining popularity, due to its ability to exploit the interdependence between different layers, to guarantee QoS constraints like latency, distortion, reliability, throughput and error rate. The paper presents a channel utilization and delay aware routing (CUDAR) protocol for WMSNs. This protocol is based on a cross-layer approach, which provides soft end-to-end delay guarantees along with efficient utilization of resources. Extensive simulation analysis of CUDAR shows that it provides better delay guarantees than existing protocols and consequently reduces jitter and distortion in WMSN communication.     

一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议

提出了一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议,该协议利用锚节点作为转发节点与移动Sink进行通信,避免多媒体传感器节点与Sink直接进行远距离通信,在多媒体传感器节点中采用改进的基于地理信息的路由协议建立路由路径.仿真实验表明:该协议不仅能支持移动Sink,而且能够有效降低节点能耗,延长网络寿命,提高数据传...     

无线传感器网络中基于位置信息的路由算法研究

为了保证移动无线传感器网络中数据的高效稳定传输,提出了一种基于地理位置信息支持多个移动sink的路由算法.该算法将监测区域分成一个固定不变的规则网格网络,并对网格簇头节点的选举方法进行了改进;通过数据的冗余传递和搜索框、候选转发节点集合的设置保证了数据传送的可靠性与时延性;同时容忍圆的引入保证了低功耗的要求.仿真结果表明,该算法较两层数据分发协议有更高的传输可靠性和较低的功耗.     

基于遗传算法的无线网状网QoS多播路由算法

探讨了基于遗传算法的无线网状网QoS多播路由算法,选用边集表示方式对多播树进行编码,其空间复杂度为O(N),给出了该编码方式下的初始种群生成算法RandWalkMT,同时对传统的遗传操作进行改进使子代个体中不会产生非法多播树,从而避免了复杂的惩罚机制或多播树修复算法。实验表明该算法收敛快且性能较好。     

基于软件定义的WSNs非均匀分簇QoS路由算法

针对传统无线传感器网络非均匀分簇QoS路由中节点资源受限,无法动态管理等问题,提出一种基于软件定义的无线传感器网络非均匀分簇QoS路由算法(SDNUCQS)。控制器考虑节点能量、节点间距离和QoS指标,采用熵权法竞选出高质量簇头,并对网络进行非均匀分簇。利用交叉分类法将所要传输的数据通过时延和丢失率分成不同类型。在簇间路由中,控制器以链路QoS指标和节点负载度为参数,采用集中式方式分别计算QoS数据和普通数据传输的最佳路径。仿真实验结果表明,SDNUCQS算法能显著降低网络时延和丢失率,与LEACH、EEUC、CRIPSO和tPSOEB算法比较,能降低簇头能耗且延长了网络生命周期。     

A QoS-aware routing algorithm based on ant-cluster in wireless multimedia sensor networks

QoS-aware routing algorithm is important in wireless multimedia sensor networks. This paper formulates a generalized QoS-aware routing model on the basis of multiple routing metrics and priorities of packets. We first introduce a 2D plain-based routing algorithm IPACR which improves the standard ant colony algorithm by optimizing the initial distribution of artificial pheromone in order to accelerate the algorithm convergence rate. Then a clustering-based routing algorithm ICACR is presented which can be well applied in a large scale network. ICACR is a variation of IPACR because it can be suitable for clustering cases to satisfy the larger scale situations. Both the numerical algorithm performance analysis and simulation of IPACR and ICACR are given. The results show that ICACR outperforms IPACR in terms of both network lifetime and QoS-aware routing metrics in large scale wireless multimedia sensor networks. Moreover, the simulation based on the real video traces shows that by extending the multi-path to ICACR for different priorities of video frames better performance can be achieved.