无线传感器网络中的可靠传输研究

无线传感器网络是由大量微型传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络。它具有资源非常受限、无线通信链路质量不稳定和网络拓扑动态变化等诸多显著特点,与现有的互联网和其它无线网络存在较大差别,向可靠数据传输提出新的挑战和要求。针对无线传感器网络,本文探讨了设计可靠传输协议应考虑的因素,分析了两种可靠传输的实现机制,提出可靠传输协议的分类方法,并重点介绍近年来提出的典型可靠传输协议,最后指出将来的研究方向。     

基于信任机制的无线传感器网络可靠传输路由协议

在无线传感器网络中,针对异常事件监测时会出现大量数据发送引起网络拥塞、数据包无法可靠传输的问题,提出一种基于信任机制的可靠传输路由协议(RTRPT)。该协议提出了梯度分簇模型以选取簇头节点。在无异常事件发生时,通过转发能量阈值找出传输数据的邻居节点,进行数据传输。同时对这些节点进行转发概率与历史信任度计算得到直接信任度,再通过这些节点交互间接评价得到间接信任度。将直接信任度、间接信任度、距离度量和剩余能量作为评价指标,量化后通过熵权法得到邻居节点的综合信任。在异常事件发生时,节点仅需选择综合信任度最大的邻居节点作为转发节点,建立路由路径。使用OMNeT++进行仿真验证,RTRPT与TSRP、ESRT相比,在传输大量数据包时节点丢包率分别降低69.4%、52.7%;节点传输延迟分别降低53.6%、34.8%;网络生命周期分别延长32.5%、15.7%。仿真结果表明,RTRPT能有效减少丢包、降低传输延迟、延长生命周期。     

基于位图索引的无线传感器网络可靠传输协议

根据无线传感器网络中大量上行数据流实时传输的需求,提出一种基于位图索引的可靠传输协议(BRDT)。该协议使用迭代方式完成一组大量数据的传输。每次迭代的上行数据流采用无重传传输以减少延迟,并采用可靠后项传输传送带有错误标识的位图索引以恢复丢失数据。在已有低功耗无线图像传感器网络Z-EYE系统中实现并进行验证,结果表明,与RMST协议相比,BRDT对下层的服务需求少,在网络质量较差的情况下,BRDT的性能明显优于NACK重传方法,在同等测试条件下,BRDT的传输效率优于PSFQ协议。     

无线传感器网络中数据可靠传输的节能路由算法

提出了一种保证数据可靠传输的节能算法。该算法根据各节点的最多剩余能量（MRE）在感知区域内建立以sink节点为根的源路由树,以剩余能量少于ε的节点作为叶子节点。若数据传输过程中有中间节点死亡,则调用可靠路由算法;并利用ARQ机制检测是否有数据包丢失,采用hop by hop机制进行重传。     

基于深度与可靠链路的水下无线传感器网络机会路由

在水下无线传感器网络中,传感节点带宽和能量受限阻碍了从移动节点至声纳浮标的数据传输。为此,提出新的水下无线传感器网络的机会路由协议。引入深度阈值提高吞吐量,减少跳数,利用深度阈值构建候选转发集,计算候选转发集内节点的路由指标,依据路由指标设置优先级,根据优先级设置定时器,并进行抑制冗余数据包数。实验结果表明,与基于压力感测协议相比,该协议能提高网络吞吐量,并降低能耗。     

协同信号驱动和区域健壮性感知的机会可靠传输机制

针对无线传感器网络中区域通信特性和信号驱动问题,研究了一种能够提供高效可靠数据通信的基于协同信号驱动和区域健壮性感知的机会可靠传输机制.首先基于信号冗余度、并行通信和信号融合,建立了多路径传输协同信号驱动模型;基于区域划分建立子网序列状态矩阵,构建区域健壮性感知模型;提出了一种适用于无线传感器网络的高效可靠的机会可靠传输机制.数学分析与实验结果表明:所提出的传输机制在实时性、稳定性、可靠性、信号识别等方面具有优秀表现.     

基于机会协作传输的群智感知网络激励机制

移动群智感知网络中用户激励机制是研究的重点,而如何有效减少用户在任务中移动设备资源的消耗是激励用户的关键。根据群智感知用户分布密集和相遇频繁的特点,利用其移动设备的短距离无线通信能力(蓝牙、Wi-Fi)进行数据的机会协作传输将极大减少用户消耗,进而激励用户完成任务。通过对机会传输和群智感知激励机制的研究,针对eco Sense机制[9]在补偿方案、预算控制和用户激励方面的不足,提出C-eco Sense机制降低任务总预算,并通过POR和PIM激励机制激励用户上传完成任务。最后采用SWIM仿真数据集进行实验。结果表明与普遍使用的数据收集机制相比,C-eco Sense机制在预算控制和用户激励方面都具有更好的效果。     

网络编码感知的物联网可靠传输机制

随着物联网的发展,如何保证物联网传输的可靠性是业界研究的关键问题之一,而网络编码技术的提出在传输容量上达到了理论的极大值,传统的存储—转发模式在传输过程中极易造成信息的泄漏,利用网络编码的思想取代传统的物联网传输模式,可以避免信息的外泄。文章以物联网在传输过程中存在的一些安全问题作为出发点,从而引出了网络编码在物联网传输过程中产生的安全效应,最后提出了网络编码感知的物联网可靠传输的机制。     

无线传感器反应网络协作机制综述

节点间协作机制是近年来无线传感器反应网络研究的热点.总结了无线传感器反应网络的特点及网络架构设计需求;介绍了Sensor与Actor节点之间以节能为中心和以可靠性为中心的几种协作机制设计中存在的困难及主要解决方案;分析了Actor节点之间协作的作用域重叠、可靠性及事件序问题;最后,针对无线传感器反应网络中值得进一步研究的几个问题做了初步探讨.     

无线多跳网络中的机会路由

机会路由通过充分利用无线信道的广播特性,可以大大提高无线多跳网络的性能.从阐述机会路由的基本思想开始,介绍了机会路由协议的主要特点、适用环境和影响机会路由性能的重要因素.在此基础上,对重要机会路由协议进行了综述,讨论不同协议的工作机制及其优缺点.最后,探讨了机会路由的一些未来发展方向,以期为这一领域的发展提供一些有意义的借鉴.     

分簇无线传感器网络多Sink多信道传输方案

针对无线传感器网络(WSNs)在大规模网络应用时出现的问题,通过对 Siphon 协议的研究,提出一个基于分簇网络结构的多 Sink 多信道传输方案,并采用多信道的方法解决簇间传输干扰问题,在保证节点有效利用能量的同时提高 WSNs 的数据传输性能.介绍和分析"漏斗效应"和 Siphon 协议,对平面网络结构和分簇网络...     

无线传感器网络中基于LU分解的分簇密钥管理方法

提出了一种基于LU矩阵分解的密钥管理方案。该方案借助于LU矩阵来完成密钥预分配,使得所有的簇头间以及节点和它的簇头间都能进行安全通信。分析表明,该方法占用较小密钥存储空间,同时支持网络的拓扑结构变化,能动态地管理密钥信息,从而解决了密钥泄露等问题。     

一种无线传感器网络可靠拓扑的生成算法

在无线传感器网络（ WSNs）的应用中,网络中的节点需要将采集到的数据信息传送到汇聚节点,其信息传输的可靠性是十分重要的。然而,由于无线通信信道容易受到干扰和噪音的影响,极限情况时甚至可能造成数据传输失败,这对无线传感器网络的正常工作提出了极大挑战。针对上述问题,提出一种可靠拓扑的生成算法,通过该算法设计了一组可靠的路由拓扑,并通过仿真验证了其可靠性。     

基于超图理论的无线传感器网络可靠通信协议

利用超图理论进行建模,从传感器网络的传输层、网络层和MAC层分别进行分析,提出了一种无线传感器网络可靠通信协议RCBHGT,Sink节点发送泛洪,先建立超边路由,然后数据采集节点发送RREQ,建立超边内路由,利用超边内数据确认机制,保证了数据可靠稳定传输,仿真结果表明:在通信环境比较恶劣的情况下,RCBHGT能够使用较低的能耗,保证数据的可靠传输.     

关键路径优先WSNs负载均衡多路数据传输协议

由于无线传感器网络中节点能量有限,如何实现各节点负载均衡以延长网络生存周期是亟待解决的问题.利用关键路径优先原则提出一种多路径数据传输协议,快速选择适合路径并剔除不适合数据传输的路径,并用剩余能量均衡法为各传送路径分配数据,以有效均衡各节点能量,延长网络生存周期.仿真实验表明:算法显著延长了网络寿命,与其他多路径传输算法相比网络寿命延长超过37%.     

无线传感器网络中一种新的混合密钥管理方法

密钥管理作为传感器网络安全中最为基本的环节,在认证和加密过程中起着至关重要的作用。提出了一种新的混合密钥管理方法。该方案借助于Blom矩阵和混沌序列来完成密钥预分配,使得所有的簇头间、节点间以及节点和它的簇头间都能进行安全通信。分析表明：该方法占用较小密钥存储空间,同时支持网络的拓扑结构的变化,能动态地管理密钥信息,从而解决了密钥泄漏等问题。     

无线传感器网络中间件的研究

无线传感器网络(WSNs)能量和资源有限、网络动态性强等特点使得终端用户管理复杂的WSNs并不容易,需要中间件的支持。研究不同的WSNs中间件设计方法,对WSNs中间件进行了分类和比较,提出了今后进一步研究的方向。     

基于改进粒子滤波器的WSNs目标跟踪算法

提出了一种适用于无线传感器网络(WSNs)的目标跟踪算法,该算法基于改进型粒子滤波器(PF),根据当前的预测值优化PF的方向值,从而保证精确地预测到目标的移动方向;修改了目标突发变化引起的粒子滤波器预测误差,能够很好地跟踪目标移动过程中的异常、突发的移动变化.仿真结果表明:该目标跟踪算法采用新的粒子滤波器之后,可以获得...     

一种分层的无线传感器网络密钥管理方案*

针对现有密钥管理方案抗俘获性差和占据存储空间大等缺点,提出了一种分层的密钥管理方案。簇头节点采用了Blom矩阵,有效提高了簇头节点抗击俘获的能力;簇内节点利用中国剩余定理,在将复杂计算转交给基站的同时,降低了组密钥的存储空间。通过对比分析,该方案较好地满足了WSNs密钥管理的相关指标,提高了安全性能。