无线传感器网络路由协议分析

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1、研究与探讨无线传感器网络路由协议分析*陈志红黑龙江科技学院网络中心【摘要】根据网络管理的逻辑结构以及具体的应用可将路由协议分为四种类型，文章在介绍了无线传感器网络路由协议的特点之后，分别分析了平面路由协议、层次式路由协议、基于位置信息的路由协议以及基于数据流和QoS的路由协议的优缺点。【关键词】无线传感器网络路由协议平面路由协议LEACHQoS1引言Cast），是传统网络很少用到的一种通信模式。网关节点是近年来，无线通信和电子技术的不断进步，使得低功无线传感器网络中的特殊节点，起着非常关键的作用，

2、经常耗、多功能的微型无线通信传感器节点得到了长足的发展。作为网关与Internet相连接。它远离感知区域，向传感器节由于结合了传感、数据处理和通信单元的微型传感器件的出点发送控制命令；传感器节点在感知或接收到新数据后，经现，无线传感器网络的概念也被提了出来。它是计算机科学过中间节点的转发和融合，最终的目的是要将数据传送到网技术中一个新的研究领域，具有十分广阔的应用前景。由于关节点，由网关节点进行分析、加工，转换成人们所需的信无线传感器网络与其他的通信网络，包括无线Adhoc网络，息。有着截然不同的

3、特点，使得其路由研究极具挑战性，比如没有全局地址机制、拓扑结构呈动态以及各种资源非常有限。2无线传感器网络路由协议特点从宏观上看，无线传感器网络的数据传输遵循多对传统计算机网络对路由协议要求如下：正确性，健壮一（manytoone）的模式，这是一种收敛播（Converge性，稳定性，公平性，最优性。除此之外，无线传感器网络对路由协议更注重以下特殊要求：能源有效性，简单性，多收稿日期：2009年1月8日*本课题得到黑龙江省教育厅科研项目资助（11521257）。路性。40责任编辑：左永君ji768@

4、163.com2009年4月（下）无线传感器网络路由协议分析研究与探讨无线传感器网络是以数据为中心（DataCentric）进行有引入分层管理机制。平面结构路由的优点是网络中没有特路由的，不同于传统Adhoc网络以地址为中心（Address殊的节点，网络流量均匀地分散在网络中，路由算法易于实[1]Centric）进行路由的模式。图1给出了这两种模式的区别：现；缺点是可扩展性小，在一定程度上限制了网络的规模。3.1SPINSPIN（SensorProtocolforInformationviaNeg

5、otiation）是一种以数据为中心的自适应通信路由协议。其目标是通过使用节点间的协商制度和资源自适应机制，解决扩散法存在的不足。SPIN有三种数据包类型，即ADV、RED和DATA。节点用ADV宣布有数据发送，用REQ请求接收数据，用DATA封装数据，这三种包都包含了元数据。在发送一个DATA数据图1两种路由模式的区别包之前，传感器节点首先向邻居节点广播ADV数据包；邻居节点在收到ADV后，通过元数据判断是否需要完整的DATA由于传感器最基本任务就是感知、采集数据，无线传感数据包，若需要则向该邻

6、居节点发送一个REQ数据包，接着器网络邻近节点间采集的数据必然具有相似性，存在冗余信发送DATA数据包。以此类推，DATA数据包可被传输到远方息，需经数据融合（DataFusion）处理再进行路由。有研究汇节点或基站。表明，在分布密度为ρ(x,y)的随机区域，传感器间冗余数据SPIN协议簇有4种不同的形式：SPIN-PP（A3-Stageρ为：η=ζSe。直接传输这些未经处理、存在冗余的数据，HandshakeProtocolforPoint-to-PointMedia）、SPIN-将会造成网络带

7、宽、节点能源的巨大浪费，导致节点迅速死EC（SPIN-PPwithaLow-EnergyThreshold）、SPIN-BC亡，缩短整个网路的生命周期。（A3-StageHandshakeProtocolforBroadcastMedia）、无线传感器网络中的大部分节点不像传统Adhoc网络中SPIN-RL（SPIN-BCforLossyNetwork）。的节点一样快速移动，因此没有必要花费很大的代价频繁地（1）SPIN-PP更新路由表信息。常规路由协议通常认为底层的通信信道是采用点到点的通信模式

8、，并假定两节点间的通信不受其双向的，但是在采用无线通信的无线传感器网络环境中，由他节点的干扰，分组不会丢失，功率没有任何限制，如图2于发射功率或地理位置等因素的影响，可能存在单向信道。所示：它给常规路由协议带来三个严重的影响：认知单向性、路由单向性和汇点不可达。由此，传统网络的路由协议如RIP、OSPF以及传统的Adhoc网络路由协议如AODV（AdhocOn-demandDistanceVector）和TORA（TemporallyOrderRoutingAlgorithm）都不