基于规则引擎的无线传感器网络动态路由系统

无线传感器网络路由协议往往是针对特定的任务类型和网络状态设计的,动态路由系统可以在运行时,自适应地选择性能最优的路由协议.利用规则引擎设计了一种无线传感器网络动态路由系统.采用了模块化的设计方法,使得多路由协议共存时可以共享资源.利用规则引擎的灵活性和智能性实现路由协议的自适应切换机制.实验结果显示,在多任务网络环境下,动态路由在满足服务质量的同时可以有效地降低网络能耗.     

基于最优Path的Ad Hoc网络地理路由算法

对基于地理信息的自组网路由中的凹节点问题做了分析,并提出了一种新的解决方案——PGA算法及其改进算法.算法采用了最优Path的思想,在Path构造、基于Path的最优寻路、路由恢复等多个方面都应用了最优Path的概念,较好地解决了凹节点的问题.通过证明,该算法具有无环性,从而实现了基于局部路由信息的无状态路由,展示了算法的可扩展性和易维护性.实验表明,即使在大型网络中,算法依然可以保持很高的报文投递率、较短的路径长度、可接受的路由表大小及可控的协议带宽开销,同时该路由算法在动态环境中具有较强的鲁棒性.     

无线传感器网络的安全分簇路由协议

在无线传感器网络(WSN)中,安全问题已经成为一个重要的问题.但在现有的WSN路由协议中,很多仅考虑节能因素而没考虑安全因素,而那些专门为安全而设计的路由协议则一般开销较大算法复杂,难以在WSN中实施.为解决问题,提出了一种安全节能的分簇路由协议SEEC,它综合了安全高效的SEER路由协议以及基于剩余能量的非均匀分簇路由协议两者的优点:节点仅仅需要完成数据传感等简单功能.而由基站完全控制簇的管理和路由选择,不仅节约了节点能量,而且防止了恶意节点的攻击;另外,对节点的非均匀分簇,更进一步节约了能量.分析和仿真结果表明,方案不仅能够提供很好的安全性,而且有效地延长了网络生存时间.     

基于动态规划的无线传感器网络的路由算法

路由问题是无线传感器网络中的核心问题之一,其数据传送的多跳特点使得非常适合用动态规划的原理来设计传感器网络的路由算法.基于动态规划,通过节点跳数生成算法为传感器网络中的每个节点赋一个表示到Sink点跳数的节点跳数值,并分析了传感器网络的拓扑结构特点,然后给出了无线传感器网络中寻找从源到汇满足不同设计目标的最小跳数(MinH)、最小跳数最大剩余能量(MinHMaxRE)和最小跳数最小费用(MinHMinC)3种路由算法.探讨了最小跳数最小费用路由与最小费用路由之间的关系,并给出了判断最小跳数最小费用路径就是最小费用路径的一个充要条件.算法的能量消耗分析表明,所给路由算法能实现大幅度的能量节省.     

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。     

Distributed routing for signal detection in wireless sensor networks

We study the problem of energy-efficient routing for signal detection in wireless sensor networks. Generic routing protocols use networking-centric measures such as minimum hop or minimum energy to establish routes. These schemes do not take into account the performance of application-specific algorithms that is achievable from the data collected by the nodes along the routes. Routing protocols for signal detection have recently been proposed to facilitate joint optimization of detection performance and energy efficiency by developing metrics that connect detection performance with energy consumption of each link along the routes. In existing routing for signal detection (RSD) schemes, however, the routes are computed centrally requiring complex optimization algorithms and global information such as locations and observation coefficients of all nodes in the network. Clearly, for large-scale networks, or networks with dynamically changing topologies, distributed routing schemes are more practical due to their better flexibility and scalability. We present a distributed RSD protocol where each node, based on locally available information, selects its next-hop with the goal of maximizing the detection performance associated with unit energy expenditure. We show that the proposed protocol is readily implementable in ZigBee networks, and present simulation results that reveal its significant improvements in detection performance and energy efficiency over generic routing protocols.     

无线传感器网络路由协议研究

路由协议提供了从源节点到目的节点的优化路径,在无线传感器网络体系结构中至关重要。本文首先针对无线传感器网络的特点,提出了在路由协议的设计过程中需要重点考虑的性能指标,然后分析了一些当前典型的路由协议,并从拓扑结构、通信模式、路由开销等方面对这些协议进行了比较,最后结合该领域当前的研究现状指出了未来的研究趋势。     

无线传感器网络路由协议比较研究

无线传感器网络路由协议一般依赖于具体应用和网络体系结构而有所不同。文章介绍了无线传感器网络路由协议设计面临的问题和挑战,对具有代表性的路由协议进行了分类和比较,并进一步提出了未来可能的研究领域。     

MANET中基于位置的无信标路由算法与DSR的性能比较

由于节点的移动性、无线链路的带宽有限、可获得的能量有限等原因,对移动Ad hoc网络进行路由提出了具有挑战性的要求。基于位置的路由协议由于不必维护明确的路由,在这种高度动态的网络中具有很好的扩展性。该文通过仿真将一种基于位置的贪婪转发路由:基于改进进程无信标路由(IPPBBLR),与一种基于拓扑的路由:动态源路由(DSR)进行了性能比较。仿真结果表明基于位置的路由比基于拓扑的路由在移动的情况下可以达到更高的发送成功率和更小的端到端延迟,且端到端延迟几乎不受移动速率的影响。     

基于智能算法的层次型多链WSN路由协议

路由协议设计是无线传感器网络的一个重要领域,可靠性、低开销、易于维护是无线传感器网络路由协议的设计目标。本文基于层次型拓扑控制思想,并在成链算法PEGASIS基础上引入智能成链策略,提出新的路由协议——HMCRP（Hierarchical Multi-Chain Routing Protocol）。HMCRP基于虚拟网格方式将网络划分为两层自治区域,简化拓扑复杂度;区域内节点按照蚁群算法成链,保证形成全局最优或较优的传输路径;提出链头选取公式,综合考虑节点性能、区域链的数据传输代价。通过matlab与omnet++相结合的仿真实验,与PEGASIS协议及其改进协议相比较,验证了HMCRP在延长网络生命周期、降低数据传输平均能耗以及提高数据接收率等方面的优势。     

UWSNs中基于深度的抑制空洞路由优化算法

针对传统的水下无线传感器网络(UWSNs)的位置路由存在路由空洞问题,提出了基于深度的抑制空洞路由(DSVR)的UWSNs路由协议.DSVR协议通过融合跳数、物理距离和邻居数多个指标决策路由.为了提高通信可靠和缓解路由空洞,DSVR协议选择具有最小跳数路径、最少邻居数的节点作为下一跳转发节点.同时,DSVR协议利用定时器抑制冗余数据包.仿真结果表明:提出的DSVR协议能有效地提高数据包传递率,并降低端到端传输时延以及能耗.     

Impact of sensing coverage on greedy geographic routing algorithms

Greedy geographic routing is an attractive localized routing scheme for wireless sensor networks due to its efficiency and scalability. However, greedy geographic routing may fail due to routing voids on random network topologies. We study greedy geographic routing in an important class of wireless sensor networks (e.g., surveillance or object tracking systems) that provide sensing coverage over a geographic area. Our analysis and simulation results demonstrate that an existing geographic routing algorithm, greedy forwarding (GF), can successfully find short routing paths based on local states in sensing-covered networks. In particular, we derive theoretical upper bounds on the network dilation of sensing-covered networks under GF. We also propose a new greedy geographic routing algorithm called Bounded Voronoi Greedy Forwarding (BVGF) that achieves path dilation lower than 4.62 in sensing-covered networks as long as the communication range is at least twice the sensing range. Furthermore, we extend GF and BVGF to achieve provable performance bounds in terms of total number of transmissions and reliability in lossy networks.     

支持时延-带宽约束的动态层次组播路由

层次网络及层次路由成为解决大规模网络QoS路由可扩展性问题的一个主要手段.文中对PNNI层次网络模型下的时延-带宽多QoS约束的动态组播路由问题进行了全面研究:在已提出支持时延-带宽约束的拓扑聚集算法(Stair)的基础上,进一步对组播树节点需维护的组播树状态信息及其聚集问题进行研究,并提出"伪树上边界节点"模式的域内组播树状态信息的聚集方法,最后设计了基于聚集拓扑信息和组播树状态信息的动态层次组播路由算法.仿真结果显示,该路由不仅大量压缩了存储和扩散的拓扑信息和组播树状态信息,同时还保持了与平面网络近似的路由效率,实现了大规模网络情况下组播路由的扩展.     

无线传感器网络路由协议的分析与比较

无线传感器网络的路由协议设计与传统的无线ad-hoc网络有很多不同,资源高度受限和结点失效频繁是其面临的两大挑战,相关技术研究已经成为无线传感器网络研究中的热点.对近年来无线传感器网络路由协议的研究成果进行归纳、分析和比较,介绍了无线传感器网络的特点以及影响其路由协议设计的关键因素.根据协议的实现特点将无线传感器网络路由协议分为5类,对每一类涉及的重要协议进行详细阐述与分析,最后对这些协议的特点进行归纳和比较,并展望了未来这一研究方向的发展趋势.     

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。     

A qualitative comparison evaluation of the greedy forwarding strategies in Mobile Ad Hoc Network

The Mobile Ad Hoc Network (MANET) is wireless network which provides communication among wireless mobile hosts without the need of any standing network infrastructure. In such networks, and to facilitate communication between participating nodes, every node has to offer routing services. Routing in MANET is responsible for selecting and forwarding packets along optimal paths. Finding an optimal route is a crucial task in MANET where routes tend to be multi-hop. Many routing protocols have been proposed in literature. However, few of them are efficient when the network is sparse and highly dynamic. Position-based routing and forwarding provides the opportunity for improving the efficiency and performance of the existing MANET routing strategies. This research work presents an extensive overview of geographic forwarding techniques in MANET. In particular, it focuses on the presentation of the basic operation mode of geographic forwarding, which is greedy forwarding. Meanwhile, this research work presents a qualitative evaluation of the most current and popular greedy forwarding strategies used with position based routing protocols. Furthermore, the findings have been used to conclude the most appropriate unicast forwarding policy for future research efforts.     

采用Hull树的贪婪地理位置路由算法的设计

地理位置路由算法是指借助节点获得的地理位置信息进行无线传感网络中的路由发现与数据转发工作。本文提出一种基于Hull树的贪婪地理位置路由算法——Greedy Hull Tree Geographic Routing(GHTGR)。通过图形学中凸包的概念,在网络初始阶段分布式地在各节点上建立Hull树以探查网络局部拓扑结构;同时在数据分组的路由转发阶段,通过Hull树内的搜索,寻找下一跳转发节点,完成数据分组的转发传输。通过仿真实验表明,与现有地理位置路由算法相比,该算法能够正确地寻找数据转发路径,有效地减少网络能耗,提高网络传输性能。     

基于NS3的水下LEER协议优化与分析

水下无线传感器网络作为无线传感器网络在水下的应用扩展,成为当今研究的热点。在水下通信中能量补给困难、能量均衡性差、网络生存周期短的问题依然没有得到解决。为了提高水下无线传感器网络数据交付率,延长网络生存期,设计一种适用于水下拓扑动态变化、能量均衡性高的路由协议极为重要。基于层级节能的路由（LEER）协议有效解决了路由空旷问题。优化后的LEER协议采用多sink的拓扑,从单跳延迟、剩余能量、节点密度以及水下节点发生移动层级随之更新的角度,提出基于NS3的水下LEER协议能量均衡优化策略。仿真结果表明,优化后的LEER协议在能量均衡性、数据交付率和适应动态拓扑等方面均优于LEER协议。     

无线传感器网络分簇路由协议

在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况.最后结合该领域当前研究现状,指出分簇路由算法未来的研究重点.