DEEG协议数据可靠性传输研究+文献综述(3)
时间:2018-04-29 13:40 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
基于无线传感器网络的这些特征：大量的传感器节点之间的频繁通信，恶劣的网络布置坏境，传感器节点自身的限制性因素以及多样的路由协议，都给我们寻找可以有效提高无线传感器网络可靠性的方案增加了难度。由于不对称的链路的情况比较复杂，所以本文采用的方案都是在对称链路下进行的。传感器节点一旦部署好后就不会再移动，这是为了让网络的拓扑结构基本处于稳定的状态，也就是说路由的更新和文护并不是本文讨论的重点，本文的重点在于，在使用分簇路由协议的条件下，我们可以通过降低传输数据的错误概率和提高数据重传的效率来提高无线传感器网络的可靠性。 2 分簇路由协议 2.1 分簇路由协议简介 WSNs把数据作为首要对象[6]，网络层的路由协议是它最重要的技术之一，主要负责路由选择和文护，路由协议的选择在实现WSNs的高效通信方面表现得极为重要。以网络拓扑结构和管理逻辑层次结构作为区分标准，WSNs的路由协议基本被分成两种类型：平面路由和分簇路由。 运用平面路由协议的网络，各个传感器节点拥有一样的能力，它们没有“上下级”的概念，也就是说处于同样的逻辑地位。各个传感器节点拥有一样的路由功能，不需要某个单独的节点来文护大量的路由信息，所以从算法上来说并不是很难实现。然而，受平面路由协议网络结构的限制，利用平面路由协议的网络通常不能得到很好的扩展，因此它并不适合被运用于大规模的WSNs中。此外，由于缺少管理节点，网络的通信资源通常不能得到有效的管理，平面路由协议对网络的变化反应能力差，网络的可靠性得不到保证。 分簇路由协议也被称为层次路由协议，与平面路由不同，它是具有管理节点的。使用分簇路由协议的网络，网络中的传感器节点通常会被划分为簇，簇就是一个一个的相关传感器节点的集合[7]。可以通过一定的算法在簇中甄选出簇头，簇头就成为了这个簇中的“管理者”，用于控制簇内的其他普通节点。簇头要负责收集、融合普通节点发送过来的数据包，并且文护普通节点的通信和数据信息。当普通节点产生分组想发送至汇聚节点时，普通节点会将分组先发送至簇头，再由簇头通过多跳转发，将分组传送至汇聚节点。 2.2 分簇路由协议特点 优点： （1） 簇头将普通节点的数据收集并融合之后，传给Sink节点，这样能耗少且能量分布均匀，大大减少了网络的通信量。 （2） 普通节点在无数据发送时，可将其通信模块关闭，节省了能量，延长了节点的寿命，也减小了节点失效的概率，提高网络拓扑的稳定性。 （3） 层次路由便于管理，减少了路由开销和控制信息，使分布式计算和管理的实现更容易些。 （4） 分层管理结构适合在大规模的网络中实施，因为它能对网络拓扑的变化有较快的应对举措，具备良好的适应性、可延伸性和可靠性。 缺点: 当然，分簇路由协议也有瓶颈，网络通信的负担转移至簇头，这对簇头的内存和能量都提出了很高的要求。一旦簇头节点死亡，那么整个簇的通信就会遭受极大的影响，WSNs数据传输的可靠性也就受到了影响。下面会讨论实现WSNs可靠性的两种机制以及它们在分簇路由协议中的运用。 现在WSNs中比较流行的基于簇的路由协议有LEACH、PEGASIS、PEDAP等协议，DEEG协议和上述协议一样，都属于基于簇的数据收集及聚合协议。DEEG协议以轮的方式进行，有三个阶段：产生簇和簇头、创建汇集树和收集节点的数据[8]。DEEG协议竞选簇头的方法是各个节点综合评估好自己剩余的能量以及来自相邻节点的信号总强度后，根据计算出的优先级PRI值来竞选。这种方式保证了簇头在整个簇中位置的合理性，不至于会出现簇头频繁失效的情况，延长了整个网络的生存寿命。 (责任编辑：qin) |