定向扩散路由协议的改进分析.pdfVIP

第丝卷第5期 杭州电子科技大学学报 vd．28．1qo．5 2f108年10月 Ja瞰dd Uri珊mity Oct．铷B H岫IⅨ加五 定向扩散路由协议的改进分析 吴建荣，万健，徐向华 (杭州电子科技大学网格与服务计算技术实验室，浙江杭州310018) 摘要：该文在DD协议的基础上，设计了一种基于跳数值的梯度建立机制，使数据沿着跳数最小的 路径传输。而且还设计了一种当节点移动时，梯度域可以进行自我调整的机制，尽量去找一条或 多条代价小的路径，保证了网络传输的健壮性。通过程序仿真实验，证明了改进的方案比传统的 定向扩散路由协议减少了网络开销，延长了网络整体的生存周期。 关键词：无线传感器网络；定向扩散；梯度；节点移动 中图分类号：嗍 文献标识码：A 文章编号：1001—9146(20嘴)∞一0135—04 O引 言 8eglsor 无线传感器网络(wireless 能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息…。在环境监测、智能家居、军事国防、生 物医疗等领域均有广阔的应用前景。由于WSN自身在能量供应、数据处理以及通信能力上的限制，其 路由协议与传统的路由协议有较大的不同，能量的有效利用是WSN路由协议设计的重要目标。WSN 路由协议的研究经历了从传统的基于需求的路由机制到数据驱动的路由机制两个阶段，出现了洪泛、谣 传、定向扩散(Directed 一种基于节点跳数值的梯度机制，重点讨论了在节点稳定传输数据时，发生了节点移动，如何与其邻居 节点交换信息，进行梯度域的自我调整。 l相关研究 WSN路由协议是当今的研究热点之一，到目前为止，已经提出了很多经典的路由协议。SP矾是一 种以数据为中心的自适应路由协议，其目标是使用节点问的协商机制和资源的自适应机制，解决洪泛中 出现的内爆问题和重叠现象[3]3。节点在传送数据之前进行协商，这个可以确保传输有用的数据。 LEACH协议，是第一种基于分簇结构和分层技术的路由协议，其他基于分簇的路由协议大多是由 长。 ， 文献2中提到的DD协议，是基于数据为中心的、查询驱动的路由协议，很多基于数据为中心的路 由协议都是在DD的基础上提出的。网络中的节点只需要保存邻居节点的信息，而不用维护整个网络 的信息；数据的发送是基于用户的需求，由sink节点向全网广播查询任务，而不是监测区域有数据就会 收稿日期：2008—07—20 基金项目：浙江省科技计划重点资助项目(C21G3230005)，浙江省新茁人才计划资助项目(R40G204(9197) 作者简介：吴建荣(1981一)，男，浙江湖州人，在读研究生，计算机软件与理论． 万方数据 136 杭州电子科技大学学报 2008年 上发。文献5是将分簇的思想引入到DD协议中，以此来简化网络拓扑，抑制洪泛的传播。DD协议中 提到了一种很重要的概念一梯度，文献6中定义的梯度有别于DD，它是指相邻节点跳数的差值作为两 节点间链路的梯度值，路由时，选取与该节点相连的最大梯度对应的路径进行数据转发。 2梯度机制 2．1梯度建立阶段 梯度域，梯度的建立过程如图l(b)所示。梯度值包括发送节点的标识符和对应节点的跳数值，用inter- 其转发，其间有一个短暂的延时，当前节点会建立其各个邻居的梯度信息，最后只是转发其中一个跳数 值最小的interest数据包。 图l无线传感器网络结构 2．2支持节点移动 网络中节点的梯度信息依赖于拓扑结构，任何拓扑的改变都会使得相关节点的梯度域发生错误。 本协议中当然可以通过周期性发送interest数据包来维护网络的路由信息，现在讨论的是数据发送阶 段，某个节点发生位置的改变，如何通过局部信息的交换来维护网络的路由信息。 网络结构图如图2所示