ODR：一种基于传输方向的无线传感器网络机会路由算法.pdf

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1、小型微型计算机系统2014年1O月第10期JournalofChineseComputerSystemsVOl_35No．102014ODR：一种基于传输方向的无线传感器网络机会路由算法刘晨，陈晓江，汤战勇，房鼎益，徐丹，郭军，陈昊(西北大学信息科学与技术学院，西安710127)E—mail：zytang@nwu．edu．ca摘要：针对大规模实际应用场景，传统的基于地理位置的机会路由将面临重传代价大、通信开销大以及节点能耗高等挑战，提出一种基于传输方向的机会路由算法来有效解决上述问题．通过深入分析数据传输路径的方

2、向性，根据光路传播特性，提出一种新的候选集选择算法一光传播选择算法，来有效减小机会路由中转发候选集的大小，进而减少网络中的通信开销．采用理论推导，深入分析了该算法的两个实现问题：传输角度和节点通信范围对路由性能的影响．最后，在光传播选择算法之上，提出一种基于传输方向的机会路由算法，理论分析和仿真实验表明，该路由算法较已有的经典算法表现出更高的传输性能和路由有效性，平均通信开销降低45％，能耗降低55％，有效的延长了网络生存周期．关键词：无线传感器网络；传输方向；机会路由；地理位置路由中图分类号：TP391文献标识

3、码：A文章编号：1000—1220(2014)10—2203-06ODR：aNewOpportunisticDirectionalRoutinginWirelessSensorNetworksLIUChen。CHENXiao-jiang，TANGZhan—yong。FANGDing-yi。XUDan，GUOJun，CHENHao(SchoolofInformationScienceandTechnology。NorthwestUniversity，Xian710127，China)Abstract：Motivat

4、edbytheneedsofWSNsinlarge—scaleregion，wepresentanOpportunisticDirectionalRouting(ODR)tocopewiththegeographicalopportunisticroutingproblemswhicharethehighcommunicationoverheadandenergyconsumption．Inthispaper。bycarefullytakingintoaccountthedirectionofthetransmi

5、ssionpath，weproposeLPSalgorithmwhichisinspiredbythelightpropaga—tiontoselectforwardingcandidate．TwoimplementationproblemsofLPS，transmissionspreadangleandthecommunicationrange。arethoroughlyanalyzedintheory．BasedonLPSalgorithm。weproposetheODRroutingalgorithm，th

6、eoreticalanalysisandextensivesim—ulationillustratethevalidityandhighertransmissionperformanceofroutinginWSNs．Comparedwiththeclassicalgorithm，ODRCanreducethecommunicationoverheadupto45％andtheenergyconsumptionrateupt055％．Keywords：wirelesssensornetworks；transmis

7、siondirection；opportunisticrouting；geographicrouting1引言冗余传输．然而，实际场景大多为大规模复杂野外环境，网络拓扑结构复杂，节点一次性部署，难以更换电池．因此，对于能无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)已被量受限的传感器节点是面I临的又一大挑战．广泛应用于各种实时长期的监测应用之中，如管道监测，在机会路由”的研究上，主要涉及到网络层和水质监测J，道路监测』，长城监测，野生动物监测等．数MAC层两个方面．然而，大多数机会路由算

8、法协调发送节点据收集是各种监测应用中的首要任务，感知节点需要将采集一跳范围内所有邻居节点，通信代价较大，能量消耗较大．如的信息可靠地传输到sink节点，这对无线传感器网络的传输基于链路质量ETX的路由策略ExOR，在网络建立之初，可靠性、节点能耗、生命周期、通信代价等方面提出了要求．由所有节点交互hello包来收集整个网络的链路质量信息，路由于路由策略对这些性能有至关重要