基于跨层的无线移动多媒体传感器网络路由研究

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1、单位代码１０６０２学号２０１３０１１５２８分类号ＴＰ３９３．０４级公开雜心吁錢＇、序ＧＵＡＮ已ＸＩＩＭＯＰＭＡＬＵＭＶＥＰＳＩＴＹ硕壬学化冷文基于跨层的无线移动多媒体传感器网络路由研究Ｒｅｓｅａｒｃｈ－ｏｎＣｒｏｓｓＬａｅｒｏｆｙＷｉｒｅｌｅｓｓＭｏｂｉｌｅＭｉＵｔｉｍｅｄｉ过ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＲｏｕｔｅ学院：计算机科学与信息工程专业：计算机应用技术研究方向：计算机网络年级；２０１３级研究生：于秀英指导教师：覃少华副教授完成日期：２０１６年

2、５月基于跨层的无线移动多媒体传感器网络路由研巧专业名称：计算机应用技术申请人；于秀英指导教师：覃少华论文答辩委员会主席、ｖｉ：伞ｆ姜员：書—至冷ｉｉ广西师范大学硕±学位论文基于跨层的无线移动多媒体传感器网络路由研究研究生姓名：于秀英导师姓名：覃少华学科专业：计算机应用技术２０１３研究方向：计算机网络年级：级中文摘要ＷｉｒｅｌｅｓｓＭｏＷｌｅＭｅｄｉａＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＷＭＭＳＮｓ）是无线移动多媒体传感器网络（Ｗ音视频捕捉设备为传感器，节点附在移动对象上进行信息采集的新型无线传

3、感器网络（ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＷＳＮｓ）。ＷＭＭＳＮｓ信息采集的内容主要包括视频、音频、图，像等多媒体信息其节点在特定的监测区域内随机移动，节点的移动能够拓宽信息采集区，）。域丰富信息采集对象（如：移动目标但节点的移动会引起网络的拓扑结构动态改变、，此外，ＷＭＭＳＮｓ具有网络通信量大、传输能耗高无线信道质量不够稳定等问题、端到端时延和包丢失率要求严格等特点，这些特点増加了ＷＭＭＳＮｓ路由协议研巧难度，影响一了ＷＭＭＳＮｓ的进步推广。国内外学者针对ＷＭＭＳＮｓ路由协议进行了大量的研究，他们发现采用

4、传统的分层协议结构进行路由协议设计将很难从整体上优化网络的性能。首先，传统的分层结构是面向有线固定网络设计的，有线固定网络节点静止、网络拓扑相对固定、链路质量比较稳定，而ＷＭＭＳＮｓ信道不可靠、网络拓扑经常变化、节点在特定区域内移动的同时进行数据的采集和传输，ＷＭＭＳＮｓ的性能，在ＷＭＭＳＮｓ中，采用分层结构会严重影响；其次为了优化性能、提高网络效率，节点常常需要利用多个层的相关参数，这就要求不同层之间存在参数交流的通道。为解决这个问题，研巧者们在设计ＷＭＭＳＮｓ路由协议时采用跨层的方法，加强不同层之间的信息交互，进而优化网络的

5、整体性能。但当前基于跨层的路由协一些不足，单路径传输会增加网络的端到端时议仍然存在：在数据传输时采用单路径传输延、降低网络的吞化量、加重路径节点上的负载：在选择路由判据时较少使用链路质量和剩余能量作为路由判据，送将会降低数据传输的成功率，増加数据包重传次数网；多媒体络通信数据流较大，在数据传输的过程中存在大量的编码机会，而现有的协议很少对网络编码机会进行检测。本文针对ＷＭＭＳＮｓ路由协议研究中存在的问题，所做的研究工作主要如下；（１）介绍了ＷＭＭＳＮｓ的网络概念及特点，指出在研究ＷＭＭＳＮｓ路由协议时面临的挑战，如：拓扑动

6、态变化、链路质量不稳定、时延敏感等；总结了ＷＭＭＳＮｓ在进行路由协议设计时应遵循可靠性、实时性、能量高效性的原则；综述了当前针对于ＷＭＭＳＮｓ提出的几种路由协议，分析并指出送些协议的优缺点，说明了ＷＭＭＳＮｓ跨层设计的必要性。（２）对跨层设计的概念和特点进行了介绍，分析了跨层设计的模型及其原理，着重介绍了几种基于跨层的路由协议，并对送几种跨层协议的工作原理、工作流程进行了分析，指出了协议中存在的不足。Ｔ广西师范大学硕±学位论文（３）设计了ＲＣＬＦ跨层模型。民ＣＬＦ跨层模型分为路由构建ＲＣ组件和链路层反馈ＬＦ一一组件

7、，。ＲＣ姐件方面为节点接入控制提供参数另方面在路径构建时根据网络层的时延、链路层的链路质量、物理层的节点剩余能量计算链路权值并反馈给网络层。在数据发送过程中当路径出现链路中断或者链路迁移时，ＬＦ组件提高物理层发送功率或者通知网络层路由失效，减少路由重构次数。（４）提出基于跨层的编码感知多路径路由协议（ＭＲＣＣ）。ＭＲＣＣ协议采用了ＲＣＬＦ跨层模型来优化路由构建。ＭＲＣＣ协议的工作流程大致为：在节点需要进行路径构建时，源节点广播ＲＲＥＱ报文，收到ＲＲＥＱ报文的节点依据ＲＣ组件中的节点剩余能量决定是否加入到路径构建（即接入控制），

8、如果满足接入条件，ＲＣ组件依据网络层、数据链路层和物理层的相关