WSN孫利民-路由協(xié)議

其次章路由協(xié)議概述網(wǎng)絡(luò)流量等，而能量消耗問題不是這類網(wǎng)絡(luò)考慮的重點(diǎn)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議不適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議相比，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議具有以下特點(diǎn)：用問題?；诰植客?fù)湫畔?。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為了節(jié)約通信能量，通常承受多跳狀況下，如何實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔高效的路由機(jī)制是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)根本問題。以數(shù)據(jù)位中心。傳統(tǒng)的路由協(xié)議通常以地址作為節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)和路由的依模式和流向等，一數(shù)據(jù)位中心形成消息的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。應(yīng)用相關(guān)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用環(huán)境千差萬別，數(shù)據(jù)通信模式不同，沒有需要針對(duì)每一個(gè)具體應(yīng)用的需求，設(shè)計(jì)與之適應(yīng)的特定路由機(jī)制。滿足下面的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制的要求：能量高效。傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議不僅選擇能量消耗小的消息傳輸路徑，點(diǎn)的資源有限，傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由機(jī)制要能夠簡(jiǎn)潔而且高效地實(shí)現(xiàn)信息傳輸?？蓴U(kuò)展性。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，檢測(cè)區(qū)域范圍或節(jié)點(diǎn)密度不同，造成魯棒性。能量用完或環(huán)境因素造成傳感器節(jié)點(diǎn)的失敗，四周環(huán)境影響無性要求路由機(jī)制具有肯定的容錯(cuò)力量?？焖偈諗啃?。傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造動(dòng)態(tài)變化，節(jié)點(diǎn)能量和通信寬帶等通信開銷，提高消息傳輸?shù)男?。路由協(xié)議分類介紹和分析每種路由協(xié)議。四種類型的路由協(xié)議分別是：能量感知路由協(xié)議。高效利用網(wǎng)絡(luò)能量是傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的一個(gè)顯問題?；诓樵兊穆酚蓞f(xié)議。在諸如環(huán)境檢測(cè)、戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等應(yīng)用中，需要不斷進(jìn)展數(shù)據(jù)融合，通過削減通信流量來節(jié)約能量。地理位置路由協(xié)議。在諸如目標(biāo)跟蹤類應(yīng)用中，往往需要喚醒距離跟蹤能耗。牢靠的路由協(xié)議。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的某些應(yīng)用對(duì)通信的效勞質(zhì)量有較高的牢靠的路由協(xié)議。能量感知路由能量路由能量路由是最早提出的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制之一，它依據(jù)節(jié)點(diǎn)的可用能量或傳輸路徑上的能量需求，選擇數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。節(jié)點(diǎn)可用能量就是節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的剩余能量。2-1A，節(jié)點(diǎn)右側(cè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集工作。會(huì)聚節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)發(fā)送的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。2-1能量路由算法示意圖在圖2-1中，從源節(jié)點(diǎn)到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的可能路徑有：路徑1：源節(jié)點(diǎn)-B-A-會(huì)聚節(jié)點(diǎn)，路徑上全部的節(jié)點(diǎn)PA之和為4，在該路徑上發(fā)送分組需要的能量之和為3；PA6，在該路徑上發(fā)6；PA3，在該路徑上發(fā)送分4；PA5，在該路徑上發(fā)送6；能量路由策略主要有以下幾種：PA2-12PA21，因此不是高效4。2-11。2-13。PA中選擇每條路徑中可用能量最小的節(jié)點(diǎn)來表示這條路徑的可用能量。如路徑4中節(jié)點(diǎn)E的可用能量最小為1，所以該路徑的可用能量是1.最大最小PA節(jié)點(diǎn)路2-13.由策略。能量多路徑路由傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由機(jī)制往往選擇源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間跳數(shù)最小的路徑傳輸立局部，削減了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存期。為此，RahulC.Shah等人提出了一種能量使得數(shù)據(jù)傳輸均衡消耗整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量，延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存期。Cost(Ni

i加權(quán)平均值。能量多路徑路由的主要過程描述如下：目的節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)播送路徑建立消息，啟動(dòng)路徑建立過程。路徑建立初始值設(shè)置為零。但節(jié)點(diǎn)收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的路徑建立消息是，相對(duì)發(fā)送該消息的鄰居節(jié)息，否則將丟棄該消息。假設(shè)節(jié)點(diǎn)打算轉(zhuǎn)發(fā)路徑建立消息，需要計(jì)算的代價(jià)值來替換原來的代價(jià)值。當(dāng)路徑建立消息從節(jié)點(diǎn)Ni

Nj

時(shí)，該路徑的通信代價(jià)值為節(jié)點(diǎn)iC Cost(NNN iji

)Metric(N

,N) 〔2-1〕j i其中，CNNji

Nj

Ni

路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的代價(jià)，Metric(Nj

NNi

Ni

的通信能量消耗，計(jì)算公式如下：Metric(N

,N)eR

〔2-2〕j i ij i這里eNij

NRNi i

的剩余能量，節(jié)點(diǎn)要放棄代價(jià)太大的路徑，節(jié)點(diǎn)jiFT中j的條件是：FT{i|Cj NNji

(min(CN,Nj ik

))} 〔2-3〕其中1節(jié)點(diǎn)為路由表中的每個(gè)下一跳節(jié)點(diǎn)計(jì)算現(xiàn)在概率，節(jié)點(diǎn)選擇概率與能量消耗成反比。節(jié)點(diǎn)N 使用如下公式計(jì)算選擇節(jié)點(diǎn)N的概率：j i1CN1CN,NkFT1j iCN,Nj iN,Nj i

〔2-4〕i節(jié)點(diǎn)依據(jù)路由表中每項(xiàng)的能量代價(jià)和下一跳節(jié)點(diǎn)選擇概率計(jì)算本身到目的節(jié)點(diǎn)的代價(jià)Cost(N價(jià)的平均值，即：

。Cost(Nj

)定義為經(jīng)由路由表中節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)代jCost(N)i

PNkFT

C,N N,Nj i j

〔2-5〕Nj

將用Cost(N

j值替換消息中原有的代價(jià)值，然后向鄰居節(jié)點(diǎn)播送該j路由建立消息。目的節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)實(shí)施洪泛查詢來維持全部路徑的活動(dòng)性。RahulCShah提出的能量多路徑路由綜合考慮了通信路徑上的消耗能量和網(wǎng)絡(luò)的能量平穩(wěn)降級(jí)，最大限度地延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存期。基于查詢的路由定向集中路由據(jù)源到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸梯度〔gradient。傳感器節(jié)點(diǎn)將采集到的數(shù)據(jù)沿著梯度方向傳送到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)。階段。圖2-2顯示了這三個(gè)階段的數(shù)據(jù)傳播路徑和方向。2-2定向集中路由機(jī)制興趣集中階段含有任務(wù)類型、目標(biāo)區(qū)域、數(shù)據(jù)發(fā)送速率、時(shí)間戳等參數(shù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在本地保存息一樣，為避開消息循環(huán)則丟棄該信息。否則，轉(zhuǎn)發(fā)收到的興趣消息。數(shù)據(jù)傳播階段的表項(xiàng)。假設(shè)沒有匹配的興趣表項(xiàng)就丟棄數(shù)據(jù)。假設(shè)存在相應(yīng)的興趣表項(xiàng)，則檢查與這個(gè)興趣對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖池〔datacache，數(shù)據(jù)緩沖池用來保存最近轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，為避開消滅傳輸環(huán)路而喪失這個(gè)數(shù)據(jù)；否則，檢查該興趣表項(xiàng)中的鄰居節(jié)比例轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)緩沖池保存一個(gè)副本，并記錄轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間。3、路徑加強(qiáng)階段定向集中路由機(jī)制通過正向加強(qiáng)機(jī)制來建立優(yōu)化路徑，并依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兲綔y(cè)梯度〔probegradient。會(huì)聚節(jié)點(diǎn)在收到從源節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)建加強(qiáng)后的梯度稱為數(shù)據(jù)梯度〔datagradient。依據(jù)同樣的規(guī)章選擇加強(qiáng)路徑的下一跳鄰居節(jié)點(diǎn)。使用上述的路徑加強(qiáng)機(jī)制重確定下一跳節(jié)點(diǎn)。的數(shù)據(jù)傳輸梯度，自動(dòng)形成數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄺l路徑。依據(jù)路徑優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)，定向集中階段的操作。但是，定向集中路由在路由建立時(shí)需要一個(gè)興趣集中的洪泛傳播，MAC協(xié)議承受休眠機(jī)制是可能造成興趣建立的不全都。謠傳路由數(shù)據(jù)傳輸路徑。因此，在這類應(yīng)用中，定向集中路由并不是高效的路由機(jī)制。Boulis〔rumorrouting，適用于數(shù)據(jù)傳輸量較小的傳感器網(wǎng)絡(luò)。理〔agent〕消息，代理消息沿隨機(jī)路徑向外集中傳播，同時(shí)會(huì)聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的查起時(shí)，就會(huì)形成一條會(huì)聚節(jié)點(diǎn)到大事區(qū)域的完整路徑。的數(shù)據(jù)傳輸路徑。謠傳路由的工作過程如下：每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)鄰居列表和一個(gè)大事列表。大事列表的每個(gè)〔為零〕等，同時(shí)依據(jù)肯定的概率產(chǎn)生一個(gè)代理消息。大事信息通告給它傳輸經(jīng)過的每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)。對(duì)于收到代理消息的節(jié)點(diǎn)，首先檢查大事列表中是否有該大事相關(guān)的表項(xiàng)，列表中存在相關(guān)表項(xiàng)就比較代理消息和表項(xiàng)中的跳數(shù)值，假設(shè)代理中的跳數(shù)小，就更表項(xiàng)中的跳數(shù)值，否則更代理中的跳數(shù)值。假設(shè)大事列表中沒有該大事相關(guān)的表項(xiàng)，就增加一個(gè)表項(xiàng)來記錄代理消息攜帶的大事信息。然后，節(jié)點(diǎn)將代理消息中的生存值減1.在網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)選擇鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)代理消息，直到其生存值削減為零。通過代理消息在其有限生存期的傳輸過程，形成一段到達(dá)大事區(qū)域的路徑。節(jié)點(diǎn)的大事列表中保存有該大事的相關(guān)表項(xiàng)，說明該節(jié)點(diǎn)在到達(dá)大事區(qū)域的路徑上，它沿著這條路徑轉(zhuǎn)發(fā)查詢消息。否則，節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)查詢消息。查詢消息也具有肯定的生存期，以解決環(huán)路問題。假設(shè)查詢消息和代理消息的路徑穿插，穿插節(jié)點(diǎn)會(huì)沿查詢消息的反向就認(rèn)為查詢消息沒有到達(dá)大事區(qū)域，可以選擇重傳、放棄或者洪泛查詢消息的方法。由于洪泛查詢機(jī)制的代價(jià)過高，一般作為最終的選擇?？赡艽嬖诼酚森h(huán)路問題。地理位置路由不同的應(yīng)用中會(huì)選擇不同精度的位置信息來試下數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)。GEAR路由GEARGEAR路由假設(shè)大事區(qū)域的位置信息，每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道自己的位置信息和GAERGEAR路由中消息傳播包括兩個(gè)階段。首先會(huì)聚節(jié)點(diǎn)發(fā)出查詢命令，并依據(jù)向會(huì)聚節(jié)點(diǎn)傳送。查詢消息傳送到大事區(qū)域GEAR路由用實(shí)際代價(jià)和顧及代價(jià)兩種代價(jià)值表示路徑代價(jià)。當(dāng)沒有建立從節(jié)點(diǎn)計(jì)算自己到大事區(qū)域估量代價(jià)的公式如下：R R +(1?α)e(N) (2-6)NRd〔N，R〕NR，e〔N〕為節(jié)點(diǎn)Nα無比例參數(shù)。在公式中d〔N，R〕和e〔N〕都是歸一化參數(shù)值。查詢信息到達(dá)大事區(qū)域后，大事區(qū)域的的原有的………………….2-4CSTG、H、ICCBBCBS。當(dāng)節(jié)點(diǎn)S在轉(zhuǎn)發(fā)查詢命令道節(jié)點(diǎn)T是就會(huì)選擇節(jié)點(diǎn)B而不是節(jié)點(diǎn)C作為下一跳點(diǎn)。2發(fā)策略。如圖2-5所示，大事區(qū)域內(nèi)首先受到查詢命令的節(jié)點(diǎn)將大事區(qū)域分成假設(shè)2-5區(qū)域內(nèi)的迭代地里轉(zhuǎn)發(fā)里轉(zhuǎn)發(fā)的消息轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)少，二節(jié)點(diǎn)較少時(shí)使用紅反側(cè)羅的路由效率較高。GAER制，否則使用洪泛機(jī)制。GEAR路由通過定義的估量路由代價(jià)為節(jié)點(diǎn)到大事區(qū)域的距離和節(jié)點(diǎn)剩余能量搞笑的數(shù)據(jù)路由傳輸路徑。GEAR路由承受的貪欲蘇昂啊是一個(gè)局部最優(yōu)的算有相鄰兩跳節(jié)點(diǎn)的地理位置信息，可以大大削減路有空洞產(chǎn)生的概率。GEAR由中假設(shè)節(jié)點(diǎn)的地理位置固定或變化不頻繁，適用于節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性不強(qiáng)的環(huán)境。2.5.2GEM路由負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，進(jìn)展數(shù)據(jù)融合并存儲(chǔ)在本地。降低傳感器網(wǎng)絡(luò)的吞葉率。數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)方式在網(wǎng)絡(luò)中選擇不同的負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)不同大事監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的從而有效避開了網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的產(chǎn)生。GEM(graphembedding)路由是一種適用于數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)方式的地理路由。GEM路由的根本思想是建立一個(gè)虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)(virtualpolarcoordinatesystem,VPCS)，點(diǎn)間的數(shù)據(jù)路由通過這個(gè)帶環(huán)樹實(shí)現(xiàn)。1虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)的建立過程主要包括以下步驟:第一步:生成樹型構(gòu)造己的父節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置自己到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)為1，然后連續(xù)播送路由建立消息。1的建立消息的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記節(jié)點(diǎn)。其次步反響子樹大小樹大小為1;中間節(jié)點(diǎn)將自己全部子樹的大小相加，并加上1得到自己的子樹大節(jié)點(diǎn)獲得整棵樹的大小第三步:確定虛擬角度范圍會(huì)聚節(jié)點(diǎn)首先打算整個(gè)虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)的角度范圍，例如[0，90]這個(gè)角度直到每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)都安排到一個(gè)角度范圍。2-6(a)中可以2-6〔b〕所示。基于虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)的路由算法2-7(a)所示。上述算法需要上層節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)消息，開銷比較大。一個(gè)改進(jìn)算法是:節(jié)點(diǎn)在向2-7〔b〕所示。法〔virtualpolarcoordinateroutingVPCR)節(jié)點(diǎn)檢查相鄰節(jié)點(diǎn)的角度范圍2-7(C)所示。對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓倪m應(yīng)系統(tǒng)的局部更應(yīng)滿足下述全都性條件:除了會(huì)聚節(jié)點(diǎn)外每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn);每個(gè)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)值為父節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)值加1:每個(gè)節(jié)點(diǎn)的角度范圍是父節(jié)點(diǎn)的角度范圍的子集;每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)角度范圍不相交節(jié)點(diǎn)間的環(huán)路。PPPP，QPPOQPP1。假設(shè)PQQC1,可以P1，這時(shí)子樹的構(gòu)造要逆轉(zhuǎn)過來，QC1C1QP1對(duì)節(jié)點(diǎn)增加的處理：假設(shè)節(jié)點(diǎn)C要參加樹構(gòu)造，并可以連接到節(jié)點(diǎn)P，P成CCP1，角度范圍節(jié)點(diǎn)。CEMCEM2.3.5便捷定位的地理路由準(zhǔn)確位置信息的依靠。文獻(xiàn)13提出了一種只需要少數(shù)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確位置信息就可以較為特別的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)議的關(guān)鍵局部是利用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)確定全局坐標(biāo)系以及確定其他節(jié)點(diǎn)在坐標(biāo)系中的13邊界節(jié)點(diǎn)均為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置為鄰居節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)位置的平均值，公式表示如下:?? = ??∈???????????????? ????????

??????

????????

????????????????????????????= ??∈????????????????_??????(??)????????????_????(????????????????_??????(??))

(2-7)計(jì)算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的過程是一個(gè)逐步求精的迭代過程，具體過程如下:例如設(shè)置為(0,0)；在迭代階段，非邊界節(jié)點(diǎn)依據(jù)式(2-7)計(jì)算自己的坐標(biāo)，每次計(jì)算后鄰居節(jié)點(diǎn)間都要相互交換計(jì)算出的坐標(biāo)值，再進(jìn)展下一步迭代；的變化不超過5%時(shí)，迭代停頓。此時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將計(jì)算出的坐標(biāo)值作為自己的坐標(biāo)體系中的位置。2-8(a)(b)確定自己的位置。當(dāng)?shù)螖?shù)到達(dá)1000次時(shí)，節(jié)點(diǎn)計(jì)算出的坐標(biāo)已經(jīng)很接近實(shí)際的位置。使用兩個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的準(zhǔn)確位置信息，從而大大削減了網(wǎng)絡(luò)部署的本錢。beacon誤差，最終依據(jù)前述方法計(jì)算非邊界節(jié)點(diǎn)在全局坐標(biāo)系中的位置。邊界節(jié)點(diǎn)間通過信息交換機(jī)制建立全局坐標(biāo)系的過程：每個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)播送HelloHello消息時(shí)其他邊界節(jié)點(diǎn)的距離存儲(chǔ)在一個(gè)列表中，稱為邊界向量。點(diǎn)之間的距離。(triangularalgorithm)，計(jì)算全部邊界節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，從而建立自己的全局坐標(biāo)系。標(biāo)系的影響，使得全部邊界節(jié)點(diǎn)建立的坐標(biāo)系保持全都。使用一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)離;然后，鄰居節(jié)點(diǎn)間交換到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)距離假設(shè)節(jié)點(diǎn)到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)在兩跳鄰居范圍內(nèi)最大，則標(biāo)記自己為邊界節(jié)點(diǎn)。TTLTTL0組。節(jié)點(diǎn)實(shí)際位置，目對(duì)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓{(diào)整比較簡(jiǎn)潔。牢靠路由協(xié)議議增加了困難。的實(shí)時(shí)性。本節(jié)還介紹了傳感器節(jié)點(diǎn)間實(shí)時(shí)通信的實(shí)時(shí)路由協(xié)議。基于不相交路徑的多路徑路由機(jī)制性低速率的洪泛過程重建立主路徑。徑失敗時(shí)，從備用路徑中選擇次優(yōu)路徑作為的主路徑。[16]〔disjointmulyipath〕和纏繞多路徑〔hraidmultipath〕兩種算法。不相交多路徑是指從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)2-9A節(jié)點(diǎn)A再選擇自己的最有節(jié)點(diǎn)B，把次優(yōu)路徑增加信息傳遞下去。假設(shè)B在主路徑上，BA，ABB同樣方式，可連續(xù)構(gòu)造下一條次優(yōu)路徑。2-9局部不相交路徑的構(gòu)建2-10所示。2-10纏繞多路徑成算法如下：在建立主路徑后，主路徑上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)(除了源端和靠近源端的〔A其最優(yōu)節(jié)點(diǎn)〔記為B〕傳播該備用路徑增加消息。假設(shè)節(jié)點(diǎn)B不在主路徑上，將連續(xù)向自己的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)傳播，直到與主路徑相交形成一條的備用路徑。失效時(shí)，次優(yōu)路徑將被激活成為的主路徑。ReInFor路由在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)源，把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給會(huì)聚節(jié)點(diǎn)。ReInForM(ReliableInformationForwardingusingMultiplepaths)路由從數(shù)據(jù)源節(jié)據(jù)傳輸。ReInForM路由的根本過程是：首先，數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)依據(jù)傳輸?shù)睦慰啃砸笥?jì)算自己視作數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，重復(fù)上述數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)的選路過程。下面具體描述ReInForM協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。計(jì)算傳輸路徑數(shù)ReInForM1的正數(shù)r??表示。該道自己到鄰居節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量，用信道過失率e??表示,e??1設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)到全部鄰居節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量是一樣的。傳感器節(jié)點(diǎn)通過如下機(jī)制知道自己到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)h??會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)以及它的鄰居節(jié)點(diǎn)到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)依據(jù)????、e??和h??三個(gè)參數(shù)，打算需要多少條路徑來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組h??跳后數(shù)據(jù)包到達(dá)會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的概率為(1?????)????,經(jīng)過P條路徑后數(shù)據(jù)包不能到達(dá)會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的概率為1?(1?????)??????，因此源節(jié)點(diǎn)需要的成功傳輸路徑數(shù)P可以由下式計(jì)算得到：=

log(1?????)log(1?(1?????)????)

(2-8)假設(shè)需要的成功傳輸路徑數(shù)P節(jié)點(diǎn)發(fā)送多份數(shù)據(jù)拷貝來滿足牢靠性要求。下一跳節(jié)點(diǎn)選擇和路徑安排11的節(jié)點(diǎn)。這三類節(jié)點(diǎn)分別用??0，???，??+表示。源節(jié)點(diǎn)首先在???中選擇一個(gè)作為默認(rèn)的下一跳節(jié)點(diǎn)，默認(rèn)的下一跳節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)概率1。由于源節(jié)點(diǎn)到默認(rèn)下一跳節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送成功率為(1?????)，這條路徑相當(dāng)于(1?????)條成功轉(zhuǎn)發(fā)路徑。假設(shè)(1?????)大于或等于依據(jù)式〔2-8〕計(jì)算得到的則，還需要額外的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，需要的額外路徑數(shù)為：P= log(1?????)log(1?(1?????)????)

?(1?????) (2-9)?? 額外路徑優(yōu)先從???2-9P值大于???中??0P值大于???和??0的節(jié)點(diǎn)數(shù)量之和，才需要從??+中選取節(jié)點(diǎn)。每個(gè)集合中被選中的節(jié)點(diǎn)都要為源節(jié)點(diǎn)創(chuàng)立肯定的路徑數(shù)，以保證全部選中節(jié)點(diǎn)能夠供給的路徑總和為P。用???????0??+?? 合??0，???，??+中被選中作為下一跳的節(jié)點(diǎn)需要為源節(jié)點(diǎn)創(chuàng)立的路徑數(shù)，設(shè)??0，?? ???，??+中選擇的節(jié)點(diǎn)數(shù)依次?????,?? 0,?? +?? ?? ?? ?? ??+0?? 0+?? +?? =P ?? ?? ?? ??+??0????+依據(jù)如下比例安排：???? =

????+

〔2-11〕???

1???

(1???)2?? ????0、??+中的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)，而非重復(fù)選擇???中節(jié)點(diǎn)是為了保持網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的平衡。例如，???中節(jié)點(diǎn)數(shù)為6，??0中節(jié)點(diǎn)數(shù)為3，源節(jié)點(diǎn)需要的額外路徑數(shù)P=6。假設(shè)信道的過失率????=1/2，那么???中一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為默認(rèn)的下一跳節(jié)點(diǎn)，剩余5個(gè)節(jié)點(diǎn)和??0〔2-10〕和公式〔2-11〕可計(jì)算出：?????=12/11，????0=6/11。11，則依據(jù)和路徑數(shù)一樣的概率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。鄰居節(jié)點(diǎn)重計(jì)算路徑s在發(fā)送的數(shù)據(jù)分組頭部加上????，????????i在i將自己作為源節(jié)點(diǎn)，并依據(jù)公式(2-8)，使用自己的????、????????,重計(jì)算傳輸所需的路徑數(shù)。這里的r??is出的牢靠性值，依據(jù)如下公式得到：????=1?(1?(1?????)?????1)???? (2-12)這里(1?????)?????1表示從節(jié)點(diǎn)i成功傳送數(shù)據(jù)分組到會(huì)聚節(jié)點(diǎn)的概率，(1?(1?????)?????1)????表示從全部的P的概率。以整個(gè)傳輸過程保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦慰啃砸?。SPEED協(xié)議還通過反向壓力路由變更機(jī)制避開延遲太大的鏈路和路由空洞SPEED〔l)延遲估量機(jī)制，用來得到網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況，推斷網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生擁塞；SNGF算法(statelessnon-deterministicgeographicforwarding,SNCF)，用來選擇滿足傳輸速率要求的下一跳節(jié)點(diǎn)；法中找不到滿足傳輸速率要求的下一跳節(jié)點(diǎn)時(shí)實(shí)行的補(bǔ)償機(jī)制；反向壓力路由變更機(jī)制，用來避開擁塞和路由空洞。2-11作原理。

2-11SPEEDSPEED數(shù)據(jù)包捎帶的方法得到節(jié)點(diǎn)之間的通信延遲，具體過程如下：ACKACKACK加權(quán)平均(exponentialweightedmovingaverage,EWMA)[33]。節(jié)點(diǎn)將計(jì)算出ABC，則CBABSNGF(forwardingcandidateset,FCS)FCS除以節(jié)點(diǎn)間通信延遲。分組，并使用下一節(jié)介紹的反向壓力信標(biāo)(backpressurebeacon)消息通告上一跳節(jié)點(diǎn)，以避開分組再走到這個(gè)路由空洞中。FCS集合中有節(jié)點(diǎn)的傳FCS集合內(nèi)全部節(jié)點(diǎn)傳輸速率都小于NFL跳節(jié)點(diǎn)。反響