1、无线传感器网络技术讲义,第二章、路由协议,许 登 元,内容提要,WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由协议 2.2 集群结构路由协议 2.3 地理信息路由协议 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,内容提要,WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由协议 2.2 集群结构路由协议 2.3 地理信息路由协议 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,WSN路由协议功能,定义WSN路由协议是一套将数据从源节点传输到目的节点的机制。路由是WSN的核心技术之一WSN不适合设计通用的路由协议：能耗、计
2、算复杂度。,路由是WSN的核心技术之一 WSN是无基础设施的网络，一般用电池供电、无人看守，电池不能补充，要延长网络寿命就必须降低能耗。能耗主要用户数据无线传输上，所以单跳传输距离不能太远，要实现WSN大范围覆盖，就需要多跳中继，即路由WSN路由协议是一套将数据从源节点传输到目的节点的机制。 WSN不适合设计通用的路由协议：能耗、计算复杂度。,设计目标 满足应用需求 （WSN路由与应用相关） 低网络开销 （内存、计算复杂度、节能） 资源利用的整体有效性 网络高吞吐率,WSN使用环境恶劣 无线信道不稳定 节点的移动与失效WSN拓扑结构随时可能变化，这与传统Internet不同，因此传统路由不能用
3、于WSN,图2-1 WSN工作模式,WSN路由协议特点,与传统网络不同： （传统网络（如GSM）放在QoS上；WSN重点在能耗上） WSN特点 自组织的网络（随机部署） 数据的冗余性（多节点监测同一事件，需要数据融合） 基于局部拓扑信息（硬件限制） 网络功能：数据收集，多对一 （一个sink节点）WSN路由与应用相关，(不同的应用采用不同的路由，降低路由复杂度) 以数据为中心,WSN路由协议要求,要求 能量高效（协议简单&节省能量&均衡消耗） 可扩展性（网络范围 & 节点密度） 鲁棒性（节点变化 & 拓扑变化） 快速收敛性 （在移动的节点时，更需要快速收敛）,WSN路由协议关键技术 （P26）
4、,考虑网络和节点能量优化（节点能量限制，大部分能量用于通信，所以研究低功耗的通信协议，尤其是路由协议） 具有高可扩展性 （网络规模，节点上千个，节点越多，路由收敛越慢、路由越不稳定，Ad Hoc的路由不能照搬） 网络拓扑变化强（节点移动、失效 & 无线信道 & 规模大，拓扑变化频繁，如何建立快速收敛、复杂度低的路由？） 传感器网络路由中使用数据融合技术（数据为中心）（传统网络以点对点通信，保证数据“完整无误”；WSN强调数据汇聚，为了降耗，每个节点都进行数据融合，减小通信量） 传感器网络中流量分布不对称 （数据收集网络&多源单Sink，越接近Sink，流量越大) 其他：冗余设计、定位、覆盖性、
5、QoS等,传感器网络路由协议的挑战,自组织布撒（Ad hoc deployment） 能量消耗（Energy consumption ） 路由精度（Routing accuracy） 计算能力（Computation capabilities） 通信能力（Communication tolerance） 容错能力（Fault tolerance） 可扩展性（Scalability） 控制负载（Control overhead，带宽有限，重载情况下，如何保证QoS）,内容提要,WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由协议 2.2 集群结构路由协议 2.3 地理信息路由协议
6、 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,WSN路由协议分类,数据为中心路由协议 (相同的数据进行融合，再传输) SPIN (Flooding)，Directed Diffusion (Gradient) 集群结构的路由协议 （分层路由，分为单层模式和多层模式） LEACH, TTDD 地理信息路由协议 （节点知道自己的地理位置，利用位置进行路由） GPSR, GEAR QOS路由协议 （路由建立时，考虑Qos需求、节点剩余能量、每个分组的优先级和端到端时延等） QOS路由协议（详见第十章）,内容提要,WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由
7、协议 2.2 集群结构路由协议 2.3 地理信息路由协议 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,以数据为中心路由协议,SPIN： Sensor Protocol for Information via Negotiation,SPIN,该协议是最早的一类WSN路由协议的代表，是对Flooding协议的改进考虑到WSN的数据冗余，临近节点所感知的数据具有相似性，通过节点间协商方式减少数据传输量，只广播其他节点没有的数据,SPIN中的元数据（meta-data）,元数据：对节点感知数据的抽象，是原始感知数据的压缩，可以描述原始感知数据 （传元数据可以节省能耗）SPIN
8、协议有两种工作模式：SPIN1和SPIN2，（SPIN2在SPIN1 的基础上考虑了节点剩余能量）SPIN采用三次握手机制，有三种分组：ADV（相当于数据的索引，很短）、REQ、DATA,SPIN,协商通过元数据进行 元数据描述实数据 元数据与实数据一一对应 协议消息 消息广播包：Advertise (ADV) 数据请求包：Request (REQ) 数据包：Data transfer (DATA),3步握手协议,A,A,A,A,A,A,节点A有新数据，通过ADV发布新数据信息，使用元数据 B节点收到ADV后，发现自己没有该数据，通过REQ向A请求新数据 A节点向B节点传送源数据 B节点融合新
9、数据，并通过ADV发布新数据消息 如果节点ADV中描述的数据的副本就忽略该消息,图2-2 SPIN协议工作流程,SPIN,通过和邻居节点的协商来减少Flooding带来的内爆和重叠的影响 通过元数据来完成协商过程 元数据：一种对源数据的映射，比源数据短 避免传输冗余数据 3步握手协议(ADV-REQ-DATA) SPIN-2在SPIN-1的基础上加入了能量阈值 当一个节点的剩余能量低于能量阈值后，减少其在协议中参与的活动。,SPIN2模式考虑了剩余能量值，当节点能量值低于某个门限值时，该节点就不再参与DATA报文的转发，只是接收报文和发出REQ报文，进一步降低了能耗模拟结果表明，SPIN2比传
10、统方式节省能耗一半以上,SPIN,。 Flooding的缺点：内爆与重叠,解决内爆,SPIN利用三步握手机制 （解决内爆）SPIN利用数据融合（DC），部分解决了重叠问题,地址中心网络和数据中心网络,DC，Data-centric,AC，Address-centric,DC网络可进行数据融合，减少网络中的数据量,传统的Internet,WSN,SPIN协议评价,优点 解决了内爆问题和部分解决了重叠问题 不需要进行路由维护 对网络拓扑变化不敏感，可用于移动WSN 缺点 本质上SPIN还是向全网扩散新消息，开销比较大当多个节点向同一个节点同时发送REQ时，需要退避算法 （图2.2 e）,SPIN协
11、议族（Protocol Family）,SPIN-PP For networks using point-to-point transmission media Ideal conditions assumed with no packet loss SPIN-EC SPIN-PP with low energy threshold SPIN-BC 3-stage handshake protocol for broadcast media SPIN-RL SPIN-BC for Lossy networks,以数据为中心路由协议,Directed Diffusion,思路：Sink节点周期性
12、地广播一种称为“兴趣”的分组，告诉其他节点，我要收集什么兴趣。兴趣在扩散的过程中也反向见了路由路径，与“兴趣”匹配节点通过路径传送数据到Sink节点 三个阶段：兴趣扩散（采用泛洪），梯度建立（反向建立）、强化路径（Sink节点会收到多条路径，选最优路径，进行加强，以后的数据按照加强路径传送）,图2-6 DD路由机制,Directed Diffusion（定向扩散）,Sink节点查询兴趣消息 兴趣消息采用泛洪的方法传播到网络 有和兴趣匹配数据的节点发送数据 兴趣扩散阶段建立节点到Sink的路径 兴趣的定义： 由属性值对组成,type = four-legged animal / detect a
13、nimal location interval = 20 ms / send back events every 20 ms duration = 10 seconds / for the next 10 secondsrect = -100, i00, 200, 400 / from sensors within rectangle,兴趣和梯度,Sink节点向全网查询兴趣 建立源节点和Sink间路径 兴趣在全网中扩散 对每一个活动任务，Sink周期进行查询 邻居更新自己的兴趣cach，并且转发 兴趣cach中的条目(兴趣表项) 时间戳：指示接收到相关兴趣消息的最近时间 若干梯度域：每个梯度和
14、其邻居节点相关联 （每条表项有多个梯度域） 一个梯度标示一个邻居 每个梯度中含有一个指定的数据传输率持续时间：该兴趣消息的有效期,Directed Diffusion,查询消息的传播建立数据的传输梯度 Sink节点发送查询消息兴趣消息：任务性质、数据采集/发送数率、时间戳等 中间节点： 记录 转发梯度：表示了数据的传输方向,当一个节点收到“兴趣”，处理方式：,（1）在兴趣Cache（兴趣列表）检查是否有相同的兴趣表项，若没有，就创建一个新的兴趣表项，该表项记录了一个梯度域与该邻居节点对应，表项记录邻居节点、数据传输率（2）若有相同的兴趣表项，但没有兴趣来源的梯度信息，则以指定的数据率增加一个梯
15、度域，并更新时间戳；（3）若节点有相同的兴趣表项和相同的梯度，则只是更新时间戳和持续时间。,一个兴趣表项可能有多个梯度域，每个梯度域对应一个邻居； 节点收到一个兴趣后，就发给邻居，邻居收到的“兴趣”，若刚转发的兴趣一样，就丢弃该兴趣（为避免循环）反向传数据：采集到与兴趣匹配的数据后，就发给对应梯度域的邻居，一个表项可能对应多个梯度域，兴趣向多个邻居转发。 收到兴趣的节点，查找兴趣列表，若无，丢弃（该节点不需要）；若找到，在数据Cache中查找是否收到过相同的数据（防止环路），若无，则接收，并将数据放到数据Cache,Sink节点选择一个标准（如时延），作为最优路径（强化路径）若时延为标准，则S
16、ink节点选择最先收到的新数据的邻居节点作为强化路径的下一跳，并向该节点发送路径加强消息，路径加强消息进行转发（不是广播），建立源节点-Sink的强化路径后，以后的数据沿着该强化路径转发,加强路径修复问题,加强路径上的节点可以触发和启动路径的加强过程,DD协议评价,优点 数据中心路由，定义不同任务类型/目标区域消息； 路径加强机制可显著提高数据传输的速率； 周期性路由：能量的均衡消耗； 缺点 周期性的洪泛机制-能量和时间开销都比较大； Sink周期性广播，不适用于大规模网络 节点需要维护一个兴趣消息列表，代价较大；,Directed Diffusion Family,GBR路由(Gradien
17、t-Based Routing)协议： 梯度域扩展（传感器节点到Sink节点的跳数信息、无线链路评估信息） EAR(Energy Aware Routing)路由协议 建立路由过程中加入能量评估机制； 路由路径的能量开销大于某一阈值不采用； CADR路由(Constrained Anisotropic Diffusion routing)协议 兴趣消息往指定方向发送,Directed Diffusion Family,谣传路由（基于代理(agent)消息的单播随机转发方法）,图2-8 谣传路由原理,内容提要,WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由协议 2.2 集群结构
18、路由协议 2.3 地理信息路由协议 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,原理,集群结构路由协议实际是分层结构路由协议，网络划分为多个簇，每个簇由一个簇头和簇成员组成，这些簇头形成高一级网络，再高一级网络中，可以再一次分簇，形成更高一级网络 簇头管理簇内节点，收集和融合簇内信息，簇间数据的转发。 优点：扩展性好，适宜大规模网络,集群结构路由协议,LEACH : Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH算法,每个节点直接和Sink节点通信： 节点能量消耗过大 节点密度较大时冲突过大，效率低 LEACH算法： 最早的
19、一种分层路由算法，主要考虑簇内节点能耗 簇头作为一定区域所有节点的代理，负责和Sink的通信； 非簇头节点可以使用小功率和簇头节点通信； 簇头节点可以对所辖区域节点数据进行融合，减少网络中传输的数据； 簇头选举算法的设计，要求保证公平性,关键问题,使用Leach协议后，形成两级星形结构，如图2-9 簇内节点与簇头距离近，功耗小；簇头进行数据融合，减少通信量簇头消耗大量能量，所以定期选举簇头,簇头选举算法,每个传感器节点选择0，1之间的一个随机数，如果选定的值小于某一个阈值，那么这个节点成为簇头节点，计算如下：N表示网络中传感器节点的个数，k为一个网络中的簇头节点数，r为已完成的回合数，G为网络
20、生存期总的回合数。,LEACH算法,网络按照周期工作，每个周期分为两个阶段： 簇头建立阶段： 节点运行算法，确定本次自己是否成为簇头（选簇）； 簇头节点广播自己成为簇头的事实； 其他非簇头节点按照信号强弱选择应该加入的簇头，并通知该簇头节点； 簇头节点按照TDMA的调度，给依附于他的节点分配时间片； 数据传输阶段： 节点在分配给他的时间片上发送数据；,LEACH算法评价,优点 优化了传输数据所需能量； 优化了网络中的数据量（簇头数据融合）； 缺点 节点硬件需要支持射频功率自适应调整； 无法保证簇头节点能遍及整个网络； 分簇与簇头选举 要公平,LEACH Family,LEACH-c： 簇头由S
21、ink节点指定； 通过模拟退火算法选择簇头； PEGASIS： 将网络中所有节点连成一条线； 每次只有一个簇头节点负责和Sink的通信，簇头在链上移动；,集群结构路由协议,TTDD: A Two-tier Data Dissemination Model for Large-scale Wireless Sensor Networks,TTDD,传感器节点不移动，Sink节点移动； 多Sink； 以源节点为中心建立格状网；（下图2-5） 最接近网格交叉点的节点为转发节点，转发节点保存了源节点的信息 运用代理，实现对移动Sink的透明传输；（非Sink节点不能移动，Sink节点可以移动） Sin
22、k通过泛洪查找最近的转发节点（直接转发节点）； 转发节点将查询送给源节点，源节点将信息通过查询建立的路径发送给Sink节点 Sink节点在等待查询数据时，可继续移动；Sink节点指定了代理，由代理转给Sink节点,格状网的建立,源节点B的坐标(x,y)； 网格的边长为 B建立的格状网的交叉点坐标为B为中心建立网络的转发点选择与交叉点最近的点，如图中黑点 成为转发节点的点启动下一级转发节点的选取过程,图2-15 以B为源节点建立的格状网,格状网构造和转发节点选取,需要每个节点知道自己的地理位置，每个格子为边长为a的正方形，计算每个正方形的顶点位置 源节点B广播公告消息，离交叉点最近的节点接收该公
23、告消息，这样B的四个交叉点的转发节点建立起来，继续找离B两跳的交叉点的转发节点（每个交叉点均需要1个转发节点） 转发节点的选取，距离交叉点小于a/2的节点才接收公告消息，并广播自己的地理位置，计算最近的节点为转发节点。,Sink节点通过广播来查询，当某个转发节点需要响应该查询时，该转发节点就成为直接转发节点；直接转发节点就向其上游节点传送查询消息，查询消息一直到源节点； 传播路径上的转发节点需要记录自己的下游节点的信息和Sink节点信息，作为为传输数据的路径 如下图（图2-16）的G点，发往不同Sink节点的数据都经过G点，G点需要根据Sink节点以上区分。,格状网建立时的上下游关系,上游节点
24、 转发节点在格状网建立阶段由源节点或者其它转发节点选择，这个选择本转发节点的源节点或者转发节点称为本转发节点的上游节点 下游节点 和上游节点的定义相反,Sink节点查询过程,所有的转发节点都包含有源节点的数据公告消息 Sink通过泛洪方式发起查询请求，查询范围是一个网格区间 匹配节点（直接转发节点）通过格状网建立时的上下游关系将查询传送到源节点 源节点响应查询，沿查询消息的反向传输路径传送数据,图2-16 TTDD网络数据流描述,对移动Sink的支持,直接转发节点 第一个响应Sink查询的格状网中的转发节点 初级代理(PA) Sink节点指定的一个节点，负责接收直接转发节点发送过来的数据 直接
25、代理(IA) Sink节点移动时动态指定IA，PA将数据传送给IA，由IA将数据提交给Sink。PA和IA可以是同一个节点。,当Sink移出距离太远，找不到IA时，Sink重新发起查询过程。,TTDD路由协议评价,优点 提出了一种新的应用场景 支持多Sink以及Sink移动的网络环境 缺点 需要地理位置信息的支持 网格大小不容易确定,内容提要,WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由协议 2.2 集群结构路由协议 2.3 地理信息路由协议 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,地理位置信息,地理位置信息路由协议要求每个节点知道自己在网络中的
26、位置 下列方法可确定节点位置 GPS(Global Positioning System) 超声波三角定位系统 标定 用途 地理位置信息作为其它路由算法的辅助 直接用于路由的计算,地理位置信息路由协议,GPSR： Greedy Perimeter Stateless Routing,GPSR,贪婪算法 利用节点的地理位置信息 转发节点（下一跳）选取： 选择邻居节点中离目的节点D最近的点作为转发节点,贪婪算法的缺点：出现局部优化问题,局部优化问题,存在x到D的路径 x的邻居w,y离D的距离比x大,解决方法：边界转发,空旷区域,边界转发,平面图： 二维空间结构； 平面图中任意两条边都不相交； GP
27、SR算法中构造平面图的方法是删除网络拓扑图中交叉的边 算法： RNG(Relative Neighborhood Graph) GG(Gabriel Graph),RNG,节点u，v之间存在边的条件是对于任意一个节点w，u到v的距离要小于或等于u到w或是v到w的距离的最大值，用下式表示：,GG,节点u，v之间存在边的条件是在以d(u，v)为直径的圆中没有其它节点，用下式表示：,边界转发时的右手法则,一个数据分组从节点y到达节点x； 下一条边的选择： 下一边是以x为顶点，沿(x，y)逆时针方向上的第一条边，图中为(x，z) 后续各边同样依次法则确定,Face,平面图的边将整个图分成许多小的互不重
28、叠的有界多边形和一些无界区域，这些有界多边形和无界区域统称为face。 其中，有界区域称为内部face，无界区域称为外部face。图中xD通过3个有界face和一个无界face。,边界转发,数据包在x点进入边界转发模式，通过face边界向目的节点D转发，这些face都被xD穿越； 转发边的选择采用右手法则，初始边为xD； 数据包在同一个face中转发时采用右手法则，当碰到与xD相交的边时，进行face切换，进入下一个face；,GPSR协议评价,优点 采用局部最优的贪婪算法，不需要维护网络拓扑，路由开销小； 可适用于静态和移动的WSN网络； 缺点 需要地理位置信息的支持； 需要维护邻居节点位置
29、信息；,GPSR Family,GRA（Geographical Routing Algorithm)： 发生局部优化问题时通过泛洪查找到目的节点的路由 f-GEDIR(f表示泛洪)和c-GEDIR ： 发生局部优化问题，采用尽最大努力发送的方式： f-GEDIR：向所有邻节点广播该分组 c-GEDIR：选择部分邻节点转发该分组 收到数据包的节点继续使用GPSR协议转发该数据分组 2-hop GEDIR ： 节点保存一跳和两跳范围邻居节点的位置信息,常用的贪婪策略,MFR(Most Forward within Radius)： 使到目的节点的跳数最少 NFP(Nearest with For
30、ward Progress)： 使节点之间干扰最少 CR(Compass Routing) ： 减小数据传输范围,地理位置信息路由协议,GEAR ： Geographic and Energy Aware Routing,GEAR路由协议,应用 建立到特定区域的路由 查询工作方式 前提已知目标区域的位置信息 节点知道自己位置信息和剩余能量 节点间无线链路是对称的,GEAR路由过程,分两个阶段： 查询消息到达目的区域的路径 查询消息在目标区域的传播 选路依据 节点到查询区域通信能量能耗 节点本身的剩余能量最小代价节点为转发节点,GEAR路由过程,查询命令传送到目标区域 贪婪算法选择邻居 节点到达
31、指定区域的代价 估计代价： F(Ni ,R)=Distance( Ni , R) + (1)Left_Enery(Ni ) 实际代价： F(Ni ,R)=Enery_Cost(Ni ,R)+(1)Left_Enery(Ni )Ni为有转发需求的节点的邻居节点，R为目标区域的中心位置。当N不知道Ni的实际代价时使用估计代价。,GEAR路由过程,查询在监测区域内传送：洪泛方式，迭代地理转发 将目标区域分解为若干子区域、 向子区域的中心位置转发）,路由空洞问题,路由空洞 邻居节点传输代价都比本地节点大； 选择邻居节点中代价最小的作为转发节点； 修改本地节点的转发代价；F(N ,R)= F(Nmin,
32、R)+C(N,Nmin) ， C(N,Nmin)表示将数据包从N传送到Nmin的代价,GEAR路由评价,优点 利用了位置信息，避免了查询消息的Flooding； 考虑了消耗的能量和节点剩余能量，均衡消息； 路径选择可达到局部最优； 迭代地理转发对洪泛机制的补充； 缺点 可能出现路由空洞（局部信息）- 两跳信息； 不适合在移动WSN使用,内容提要,WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由协议 2.2 集群结构路由协议 2.3 地理信息路由协议 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,WSN路由协议最新研究成果,现阶段WSN路由设计主要关注下面几
33、个方面 提高能量效率，实现网络负载的平衡，延长网络生存时间； 满足各种应用场景的参数指标(也就是QOS)； 实现一定程度的数据安全性。,后两条留待后面的章节介绍。,WSN路由协议最新研究成果,一些解决办法 路由协议专用性设计跨层设计 新技术开发（UWB等）,一种平衡网路能量和负载的路由协议,Joint Mobility and Routing for Lifetime Elongation in Wireless Sensor Networks,一种平衡网路能量和负载的协议,需要解决的问题,多源单汇,数据流远远大于控制流,离汇聚节点近能量消耗快,需要解决流量和能量的均衡问题,一种平衡网路能量和
34、负载的协议,提出的方法,最优移动策略 Sink节点在网络外边界移动，左图为圆形网络模型，灰色区域是Sink节点移动区域。,汇聚节点移动,B为Sink节点,Rm为其移动圆形轨迹半径，R为网络半径，最好RmR,一种平衡网路能量和负载的协议,路由方法,最好是取一个和,Sink移动区节点数据,Sink移动区外节点数据,数据沿着以O为中心的环转发，直到该数据包到达OB(B为节点Sink所在的位置)线附近的一个节点，到达该节点后再沿着OB，采用最短路径算法到达Sink节点。,直接采用最短路径路由算法到达Sink节点 。,一种平衡网路能量和负载的协议,优点提出了一种新思路，通过Sink移动的方式从一定程度上
35、削弱了网络中能耗和负载不平衡的现象 缺点大多数应用背景下要求Sink节点固定；普通节点定位Sink节点的问题不能很好的解决；,一种跨层设计路由协议,Cross-Layer Scheduling for Power Efficiency in Wireless Sensor Networks,一种跨层设计路由协议,网络协议软件设计方法 分层设计 比较成熟的方法，比如TCP/IP。 分层的设计方法使协议设计规 范化，但是效率不高。 跨层设计 不成熟，设计复杂，但是效率高，系统优化性能强。,一种跨层设计路由协议,方法,每个节点在事件发生时醒来工作，其他时间休眠,一种跨层设计路由协议,时间片分配约束
36、时间片的分配保证相邻节点的R与T事件互相配合。 时间片调度要避免冲突,6号节点接收事件与其邻居节点4和9的发送事件时刻匹配,4号节点在发送数据时，其邻居节点2和5都不能接收(会发生隐终端的问题)和发送数据(会引起数据冲突),R与T的匹配自动建立路径,一种跨层设计路由协议,优点无需路由维护，网络开销小；节点休眠，节省了能量； 缺点需要比较精确的节点同步；对拓扑变化敏感，不能快速调整节点的时间片调度；,WSN路由协议未来的研究方向,传感器网络路由协议未来的研究方向 新型网络结构的提出 节点密集部署及空间多样性的考虑 网内存储及网内处理 时间和位置的同步 自组织与重配置 主动传感器网络,内容提要,W
37、SN路由协议概述 WSN路由协议分类 2.1 以数据为中心路由协议 2.2 集群结构路由协议 2.3 地理信息路由协议 2.4 QOS 路由协议 WSN路由协议最新研究成果 主要参考文献,主要参考文献,1 唐勇, 周明天, 张欣. 无线传感器网络路由协议研究进展. Journal of Software, 2006, 17(3): pp.410-421 2 郭午平. 无线传感器网络的研究现状及发展. 中国通信学会信息通信网络技术委员会2005年年会 3 JAMALN.AL-KARAKI, THE HASHEMITE UNIVERSITY AHMED E.KAMAL, IOWA STATE UN
38、IVERSITY. ROUTING TECHNIQUES IN WIRELESS SENSOR NETWORKS:A SURVEY. IEEE Wireless Communications, 2004, 11(6): pp.6-28 4 高传善, 杨珉, 毛迪林. 无线传感器网络路由协议研究. 世界科技研究与发展, 2005, 27(8): PP.1-8 5 W.Heinzelman, J.Kulik, and H.Balakrishnan. Adaptive Protocols for Information Dissemination in Wireless Sensor Network
39、s. In: Proc. 5th ACM/IEEE Mobicom, Seattle, WA, Aug. 1999: pp.17485 6 S. Hedetniemi and A. Liestman. A Survey of Gossiping and brocadcasting in Communication Networks. IEEE Network, 1988, 18(4): pp. 319-49 7 Bhaskar Krishnamachari, Deborah Estrin, and Stephen Wicker. Modelling Data-Centric Routing i
40、n Wireless Sensor Networks. Department of Electrical Engineering-Systems University of Southern California Los Angeles, Tech Rep: Computer Engineering Technical ReportCENG 02-14 8 C. Intanagonwiwat, R. Govindan, and D. Estrin. Directed Diffusion: a Scalable and Robust Communication Paradigm for Sens
41、or Networks. In: Proc. ACM Mobi-Com 2000, Boston, MA, 2000: pp. 5667. 9 C. Schurgers and M.B. Srivastava. Energy Efficient Routing in Wireless Sensor Networks. MILCOM Proc.Commun for Network-Centric Ops: Creating the Info.Force, McLean VA, 2001, 1(1): pp.357-361,主要参考文献,10 M. Chu, H. Haussecker, and
42、F. Zhao. Scalable Information Driven Sensor Querying and Routing for Ad Hoc Heterogeneous Sensor Networks. Intl. J. High Perf. Comp. Apps., 2002, 16(3): pp.219-314 11 R. C. Shah and J. Rabaey. Energy Aware Routing for Low Energy Ad Hoc Sensor Networks. In: IEEE WCNC, Orlando, FL, 2002: pp.1721 12 D.
43、 Braginsky and D. Estrin. Rumor Routing Algorithm for Sensor Networks. In: Proc.1st Wksp. Sensor Networks and Apps., Atlanta, GA, 2002: pp.22-31 13 Wendi Rabiner Heinzelman, Anantha Chandrakasan, and Hari Balakrishnan. Energy-Efficient Communication Protocol for Wireless Microsensor Networks. In: Pr
44、oceedings of the 33rd Hawaii International Conference on System Sciences, Hawaii, USA, 2000: 14 Wendi Rabiner Heinzelman, Anantha Chandrakasan, and Hari Balakrishnan. An Application-specific protocol architecture for wireless micosensor networks. IEEE Transaction on Wireless Communication, 2002, 1(4
45、): pp.660-670 15 Lindsey S, Raghavendra CS. PEGASIS: Power-efficient gathering in sensor information systems. In: Proc. of the IEEE Aerospace Conf. Montana: IEEE Aerospace and Electronic Systems Society, 2002: pp.1125-1130. 16 A. Manjeshwar and D. P. Agarwal. TEEN: a Routing Protocol for Enhanced Ef
46、ficiency in Wireless Sensor Networks. In: 1st Intl. Wksp. on Parallel and Distrib. Comp. Issues in Wireless Networks and Mobile Comp., 2001: pp.2009-2015 17 A. Manjeshwar and D. P. Agarwal. APTEEN: A Hybrid Protocol for Efficient Routing and Comprehensive Information Retrieval in Wireless Sensor Net
47、work. In: Proc Intl Parallel and Distrib Proc Symp, Florida, USA, 2002: pp.195202 18 H LUO, FAN YE, J CHENG, S LU, L ZHANG. TTDD: A Two-tier Data Dissemination Model for Largescale Wireless Sensor Networks. Wireless Networks, 2005, 11(2): pp.161-175,主要参考文献,19 Young-Bae Ko and Nitin H. Vaidya. Locati
48、on-Aided Routing (LAR) in mobile ad hoc networks. ACM/Baltzer Wireless Networks(WINET) Journal, 2000, 6(4): pp.307-321 20 Ya Xu，John Heidemann，Deborah Estrin. Geography-informed Energy Conservation for Ad Hoc Routing. In: ACM SIGMOBILE 7/01 Rome, Italy，2001: pp.70-84 21 B. Chen et al. SPAN: an Energ
49、y-efficient Coordination Algorithm for Topology Maintenance in Ad Hoc Wireless Networks. Wireless Networks, 2002, 8(5): pp.481494. 22 Brad Karp, H. T. Kung. GPSR: Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks. In: ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking，Boston
50、, Massachusetts, United States, 2000: pp.243-254 23 Rahul Jain, Anuj Puri and Raja Sengupta. Geographical Routing Using Parital Information for Wireless Ad hoc Networks. Personal Communication, 2001, 8(1): pp.48-57 24 Ivan Stojmenovice, Xu lin. Loop-free hybrid single-path/flooding routing algorithm
51、s with Guaranteed delivery for wireless networks. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2001, 12(10)：pp.1023-1032 25 Yan Yu, Ramesh Govindan, Deborah Estrin. Geographical and Energy Aware Routing:a recursive data dissemination protocol for wireless sensor networks. UCLA Computer Sci
52、ence Department Technical Report, Tech Rep: 2001 26 Jun Luo, Jean-Pierre Hubaux. Joint Mobility and Routing for Lifetime Elongationin Wireless Sensor Networks. In: IEEE INFOCOM, Miami, USA, 2005: pp.819-830 27 Mihail L. Sichitiu. Cross-Layer Scheduling for Power Efficiency in Wireless Sensor Networks. In: IEEE INFOCOM, Hong Kong ,China, 2004: pp.1740-1750,
