A双路由树建设

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1、一种新型的无线传感器网络的多路径路由协议Li-MingHe中国西安，长安大学，信息工程学院电了邮件：limhe08@yahoo.com.cn摘要——在无线传感器网络（WSNs）中，多路径路Ftl可以找到从源节点向汇节点的多种路径，以实现高可靠性和高能源效率。然而，现有的多路径路出宓议建构多个路径，都需耍长时间的潜伏期，以及高开销[11][12][13]。木文提出了一种新的WSNs多路径路由协议，可以用短延迟和低开销发现多个路径。性能分析和仿真结果表明，我们所建议的协议在延迟和开销两方面，有许多性能优于现有的艾他协议。关键词——多路径路由；无线传感器网络1导言近年来，

2、一种特殊的AdHoc网络，无线传感器网络（WSN）吸引了很多研究人员的注意[1]。WSNs包括了大量的微小的低功耗器件，能够进行遥感和通信任务。在WSNs中,无线设备通常称为节点，它自发地形成一个网络，而不需要任何基础设施，以便多跳无线网络的建造。WSN的主要任务是感知、收集、处理和传递数据，包括物理参数和中心基站的活动，收集到的资料可用于各种用途。WSNs的应用是相当多的，例如，紧急情况的应用、环境监测、在战场上的信息收集，实丿施入侵检测等。除了传统的无线网络像移动adhoc网络的共同特点，WSNs还有一些特别的应用，如有限的能源和带宽资源，节点部署的高密度，而廉

3、价和可靠的传感器节点是容易发生故障的。由于这些固有的特点，区分WSNs与其他网络，WSNs的路由问题是非常具有挑战性的。例如，若干传感器节点相对比较大，就不可能为所有节点建立一个全球性的解决方案。因此，传统的基于IP的协议不得用于WSNso最近，深入研究工作的重点是专为WSNs设计路由协议，如[2-10]o这些路由协议中，有些可以找到从源节点向汇节点的多个路径。遥感数据将沿着这些道路在同一时间进行传递。多路径路由可以实现两个主要好处：首先，随着传输负载在多个路径Z间的均衡，节点的能源燃烧更加公平。因此，提高了能源效率并延长了网络的寿命。第二，多路径提供兀余的数据传输

4、，从而提高传递的可靠性。C・有人为WSNs提出了一种流行的数据聚集范式，所谓定向扩散［11］,可以找到从源节点向汇节点上的多个路径以较低的传输率进行数据传输。在文献［12］中，有人等人提出了一个新颖的编织多路径计划，结果出现几个部分分离的多路径计划。在文献［13］中德布等人提出了所谓RelnForM的多路径协议，以支持传感器网络的信息意识。然而，现有的多路径路由协议中建构多个路径具有长潜伏期和高开销的缺点，从而大大降低了它们的应用价值。本文提出了一种WSNs的新的多路径路由协议，短延迟和低开销就可以发现多个路径。我们提出的I办议有三个阶段：双路由树建设，路出发现，数

5、据传输。木文其余章节安排如下。第二节提出了系统模型。我们提出的协议在第三节。第四节给出了执行力评估。最后是结论。二系统模型本文作出以下假设。无线传感器网络是由基站（BS）和一套传感器节点组成，节点分散在区域A,网络是数据屮心。每个传感器节点的能量受到约束，具有能源的认知。每个节点有一个独特的标识符（ID），可以直接与它的近邻沟通。链接层协议确保这一通信。每两个节点Z间的联系是双向的。三我们提出的路出协议拟出的多路径路由协议是由三个阶段组成：双路由树建设，路由发现，数据传输。A.双路由树建设双路由树构造两棵树：查询树是根植于汇节点，搜索树是根植在源节点。两棵树开始构建

6、时，汇节点传播查询信息，源节点传播搜索信息。当一个节点收到查询信息时，它进入该查询树。当一个节点收到搜索信息，进入搜索树。两棵树的建造中止于同一时间。期间的建设决定了两棵树的大小，即两棵树节点的数目。两棵树建成以后，有一些节点同吋属于两棵树，所谓共享节点。两棵树构建时间越长，共亨节点越多。B路由发现在这一阶段，从源节点向汇节点的多条路径被发现。在第一阶段为每个共享节点建造双路曲树，从源节点到这一共享节点只有一个路径可以发现，然后到汇节点。一个共享节点可以决定一个路径。由于有多个共亨节点，可以发现多个路径。C.数据传输当源节点已收集到遥感数据，它沿着前一阶段发现的多条

7、路径发送数据到汇节点。四评估我们拟出的协议在双路由树建设的这个过程小，查询和检索的信息是由广播接收器转发的，从汇节点到源节点再到外面。我们假设查询和搜索信息的速度是相同的，并且信息在不同的方向的传输速度是相同的。因此，查询和搜索信息形成两个圈子，屮心分别是汇节点和源节点。随着时间的推移，这两个圈子越来越大。当他们相互交叉时，共享节点出现。两棵树的建设时期确定两个圈子的大小，从而决定了共享节点的数日。这时期越长，两个圆圈越大，共享节点越多。图1显示了两个半径为R的圈了，其中两个中心之间的茨离，即汇节点到源节点之间的距离，是Do这两个圆圈相交，形成一个。的中心角。假