无线传感器网络路由
发布时间:2012/3/29 19:29:32 访问次数:1303
在无线传感器网络中，硬件节点是 MST9259D-LF-205体积微小的嵌入式设备，一般采用能量有限的电池供电，其计算能力和通信能力往往十分有限，所以对无线传感器网络的应用除了需要高效的MAC协议外，还要设计能够保障QoS的机制，包括路由、覆盖控制和拓扑控制协议。良好的QoS保障机制，为数据融合、时间同步、目标定位和跟踪等诸多方面提供基础，有利于延长网络的生存时间。本章主要介绍无线传感器网络典型的路由协议、拓扑控制技术和覆盖技术。
无线传感器网络路由概述
路由协议的作用是寻找一条或多条满足一定条件的，从源节点到目的节点的路径，将据分组沿着所寻找的路径进行转发，由此可以看出路由协议的功能主要有两个方面：一是搜索满足条件的从源节点到目的节点的优化路径；二是转发资料分组。传统有线网络的路由协议主要运行在路由器上，采用集中控制的路由寻找方法，即将整个网络拓扑、链路状态，如带宽、时延等信息收集并计算出相应的路由。无线自组织网络Ad-Hoc以及传统无线局域网WLAN的路由协议的设计目标是能够为终端用户提供高质量的服务，合理利用网络无线通信链路的带宽，避免发生网络拥塞，能侈以较快的速度响应用户的服务请求。
目前，研究人员根据无线传感器网络的结构、路由协议自身特点以及应用类型等，将路由协议分为以下几个类型。
①以数据为中心的路由协议：在无线传感器网络的应用当中，终端用户往往只关心所采集的数据，而不关心这些数据具体是从哪一个节点传送的，用户（查询节点）只需向网络发出一条查询命令，网络就将所查询的数据回馈给用户。
②基于层次结构（树结构）的路由协议：基于层次的网络结构致力于解决如何节省网络节点的能量消耗，均摊网络能量，延长网络寿命。将整个网络中的节点划分多种类型，同类节点间可以交换数据。在路由选择中，低一级节点将数据传输至簇头节点（高一级节点），簇头节点进行数据融合，减少了冗余数据在网络中的传输，并且由于缩小了节点下一跳的选择范围，加快了路由算法的收敛速度，节省了能量。
③基于地理信息路由协议：网络中的节点利用GPS设备、三角定位系统等获知自身所在的地理坐标，在进行路由选择时，合理利用这些地理信息，从而将数据分组转发给一个特定区域而不是整个网络，减少网络能耗。
④基于多路径的路由协议：在网络数据传输过程当中，通过增加传输的路径数，可以增加网络的等效带宽，并且在相同数据量的前提下，能够缩短传输时延。对无线传感器网络，多路径路由协议能够提高网络的可靠性，并且可以将传输能耗分摊在更多的节点上。
本章3.1.1～3.1.6小节着重从简单的无结构路由协议，基于层次式的树类路由协议以及基于地理信息的路由协议进行介绍。
无线传感器网络路由概述
路由协议的作用是寻找一条或多条满足一定条件的，从源节点到目的节点的路径，将据分组沿着所寻找的路径进行转发，由此可以看出路由协议的功能主要有两个方面：一是搜索满足条件的从源节点到目的节点的优化路径；二是转发资料分组。传统有线网络的路由协议主要运行在路由器上，采用集中控制的路由寻找方法，即将整个网络拓扑、链路状态，如带宽、时延等信息收集并计算出相应的路由。无线自组织网络Ad-Hoc以及传统无线局域网WLAN的路由协议的设计目标是能够为终端用户提供高质量的服务，合理利用网络无线通信链路的带宽，避免发生网络拥塞，能侈以较快的速度响应用户的服务请求。
目前，研究人员根据无线传感器网络的结构、路由协议自身特点以及应用类型等，将路由协议分为以下几个类型。
①以数据为中心的路由协议：在无线传感器网络的应用当中，终端用户往往只关心所采集的数据，而不关心这些数据具体是从哪一个节点传送的，用户（查询节点）只需向网络发出一条查询命令，网络就将所查询的数据回馈给用户。
②基于层次结构（树结构）的路由协议：基于层次的网络结构致力于解决如何节省网络节点的能量消耗，均摊网络能量，延长网络寿命。将整个网络中的节点划分多种类型，同类节点间可以交换数据。在路由选择中，低一级节点将数据传输至簇头节点（高一级节点），簇头节点进行数据融合，减少了冗余数据在网络中的传输，并且由于缩小了节点下一跳的选择范围，加快了路由算法的收敛速度，节省了能量。
③基于地理信息路由协议：网络中的节点利用GPS设备、三角定位系统等获知自身所在的地理坐标，在进行路由选择时，合理利用这些地理信息，从而将数据分组转发给一个特定区域而不是整个网络，减少网络能耗。
④基于多路径的路由协议：在网络数据传输过程当中，通过增加传输的路径数，可以增加网络的等效带宽，并且在相同数据量的前提下，能够缩短传输时延。对无线传感器网络，多路径路由协议能够提高网络的可靠性，并且可以将传输能耗分摊在更多的节点上。
本章3.1.1～3.1.6小节着重从简单的无结构路由协议，基于层次式的树类路由协议以及基于地理信息的路由协议进行介绍。
在无线传感器网络中，硬件节点是 MST9259D-LF-205体积微小的嵌入式设备，一般采用能量有限的电池供电，其计算能力和通信能力往往十分有限，所以对无线传感器网络的应用除了需要高效的MAC协议外，还要设计能够保障QoS的机制，包括路由、覆盖控制和拓扑控制协议。良好的QoS保障机制，为数据融合、时间同步、目标定位和跟踪等诸多方面提供基础，有利于延长网络的生存时间。本章主要介绍无线传感器网络典型的路由协议、拓扑控制技术和覆盖技术。
无线传感器网络路由概述
路由协议的作用是寻找一条或多条满足一定条件的，从源节点到目的节点的路径，将据分组沿着所寻找的路径进行转发，由此可以看出路由协议的功能主要有两个方面：一是搜索满足条件的从源节点到目的节点的优化路径；二是转发资料分组。传统有线网络的路由协议主要运行在路由器上，采用集中控制的路由寻找方法，即将整个网络拓扑、链路状态，如带宽、时延等信息收集并计算出相应的路由。无线自组织网络Ad-Hoc以及传统无线局域网WLAN的路由协议的设计目标是能够为终端用户提供高质量的服务，合理利用网络无线通信链路的带宽，避免发生网络拥塞，能侈以较快的速度响应用户的服务请求。
目前，研究人员根据无线传感器网络的结构、路由协议自身特点以及应用类型等，将路由协议分为以下几个类型。
①以数据为中心的路由协议：在无线传感器网络的应用当中，终端用户往往只关心所采集的数据，而不关心这些数据具体是从哪一个节点传送的，用户（查询节点）只需向网络发出一条查询命令，网络就将所查询的数据回馈给用户。
②基于层次结构（树结构）的路由协议：基于层次的网络结构致力于解决如何节省网络节点的能量消耗，均摊网络能量，延长网络寿命。将整个网络中的节点划分多种类型，同类节点间可以交换数据。在路由选择中，低一级节点将数据传输至簇头节点（高一级节点），簇头节点进行数据融合，减少了冗余数据在网络中的传输，并且由于缩小了节点下一跳的选择范围，加快了路由算法的收敛速度，节省了能量。
③基于地理信息路由协议：网络中的节点利用GPS设备、三角定位系统等获知自身所在的地理坐标，在进行路由选择时，合理利用这些地理信息，从而将数据分组转发给一个特定区域而不是整个网络，减少网络能耗。
④基于多路径的路由协议：在网络数据传输过程当中，通过增加传输的路径数，可以增加网络的等效带宽，并且在相同数据量的前提下，能够缩短传输时延。对无线传感器网络，多路径路由协议能够提高网络的可靠性，并且可以将传输能耗分摊在更多的节点上。
本章3.1.1～3.1.6小节着重从简单的无结构路由协议，基于层次式的树类路由协议以及基于地理信息的路由协议进行介绍。
无线传感器网络路由概述
路由协议的作用是寻找一条或多条满足一定条件的，从源节点到目的节点的路径，将据分组沿着所寻找的路径进行转发，由此可以看出路由协议的功能主要有两个方面：一是搜索满足条件的从源节点到目的节点的优化路径；二是转发资料分组。传统有线网络的路由协议主要运行在路由器上，采用集中控制的路由寻找方法，即将整个网络拓扑、链路状态，如带宽、时延等信息收集并计算出相应的路由。无线自组织网络Ad-Hoc以及传统无线局域网WLAN的路由协议的设计目标是能够为终端用户提供高质量的服务，合理利用网络无线通信链路的带宽，避免发生网络拥塞，能侈以较快的速度响应用户的服务请求。
目前，研究人员根据无线传感器网络的结构、路由协议自身特点以及应用类型等，将路由协议分为以下几个类型。
①以数据为中心的路由协议：在无线传感器网络的应用当中，终端用户往往只关心所采集的数据，而不关心这些数据具体是从哪一个节点传送的，用户（查询节点）只需向网络发出一条查询命令，网络就将所查询的数据回馈给用户。
②基于层次结构（树结构）的路由协议：基于层次的网络结构致力于解决如何节省网络节点的能量消耗，均摊网络能量，延长网络寿命。将整个网络中的节点划分多种类型，同类节点间可以交换数据。在路由选择中，低一级节点将数据传输至簇头节点（高一级节点），簇头节点进行数据融合，减少了冗余数据在网络中的传输，并且由于缩小了节点下一跳的选择范围，加快了路由算法的收敛速度，节省了能量。
③基于地理信息路由协议：网络中的节点利用GPS设备、三角定位系统等获知自身所在的地理坐标，在进行路由选择时，合理利用这些地理信息，从而将数据分组转发给一个特定区域而不是整个网络，减少网络能耗。
④基于多路径的路由协议：在网络数据传输过程当中，通过增加传输的路径数，可以增加网络的等效带宽，并且在相同数据量的前提下，能够缩短传输时延。对无线传感器网络，多路径路由协议能够提高网络的可靠性，并且可以将传输能耗分摊在更多的节点上。
本章3.1.1～3.1.6小节着重从简单的无结构路由协议，基于层次式的树类路由协议以及基于地理信息的路由协议进行介绍。
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