無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)由大量低功耗且具有數(shù)據(jù)采集和無(wú)線通信功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)間通過(guò)無(wú)線互聯(lián)形成多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)控、軍事目的等諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。同時(shí)它是一種資源十分受限的網(wǎng)絡(luò)，這是指兩個(gè)方面，一是傳感器節(jié)點(diǎn)本身的電池能量、節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力、存儲(chǔ)容量等方面的限制；二是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)本身通信帶寬延時(shí)、數(shù)據(jù)包大小等方面的限制。這些獨(dú)有的限制為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究提出了新的技術(shù)問(wèn)題。 本文

2、首先介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)，包括傳感器節(jié)點(diǎn)的組成、傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議棧，然后總結(jié)了傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，對(duì)經(jīng)典的DD(Directed diffusion)協(xié)議的工作原理做了詳細(xì)的介紹分析，接著分析了支持QoS所面臨的問(wèn)題和已有的幾個(gè)QoS路由協(xié)議。由于現(xiàn)有的QoS協(xié)議并不成熟，本文基于DD協(xié)議重新設(shè)計(jì)支持QoS的路由算法-QSBCG路由協(xié)議。不失一般性，我們把QoS業(yè)務(wù)區(qū)分為兩類。一類是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，要求傳輸可靠，分組丟

3、失率盡可能低；另一類是實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，對(duì)傳輸?shù)难舆t和抖動(dòng)非常敏感。DD算法選擇源節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的最短路徑，易耗盡該路徑節(jié)點(diǎn)能量，形成網(wǎng)絡(luò)孤島，而且路徑可能頻繁改變，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包不能順序到達(dá)，不適用實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。QSBCG路由協(xié)議把延遲參數(shù)考慮進(jìn)代價(jià)梯度函數(shù)，并且以一定概率選擇主路徑，保證主路徑短且穩(wěn)定；除這條主路徑外，QSBCG路由協(xié)議還加入一條次優(yōu)纏繞路徑來(lái)保證可靠性。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗，QSBCG路由協(xié)議選擇路徑能量瓶頸大且路徑能耗小