無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)-路由協(xié)議

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)-路由協(xié)議第一頁(yè)，共103頁(yè)。TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)：OSI分層結(jié)構(gòu)OSI分層結(jié)構(gòu)功能提供電氣連接和信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)與另一端的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流層次應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層決定數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硗ǖ繧P路徑確定、傳輸質(zhì)量控制TCP、UDP通信進(jìn)程間安全性操作、名字識(shí)別、登錄等最終數(shù)據(jù)反映形式。如字符、圖形、語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序第二頁(yè)，共103頁(yè)。TCP/IP協(xié)議模型，TCP/IP與OSI的關(guān)系OSI模型應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層物理層網(wǎng)路層網(wǎng)絡(luò)接口層TelnetFTPHTTPSMTPTCPUDPIPICMPARPRARPEthernet、ATM、FDDI、ISDN、TDMA、X.25HardwareTCP/IP模型第三頁(yè)，共103頁(yè)。內(nèi)容提要WSN路由協(xié)議概述WSN路由協(xié)議分類能量感知路由協(xié)議基于查詢的路由協(xié)議集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議地理位置路由協(xié)議第四頁(yè)，共103頁(yè)。內(nèi)容提要WSN路由協(xié)議概述WSN路由協(xié)議分類能量感知路由協(xié)議基于查詢的路由協(xié)議集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議地理位置路由協(xié)議第五頁(yè)，共103頁(yè)。路由協(xié)議概述——路由協(xié)議功能

定義：WSN路由協(xié)議是一套將數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)的機(jī)制。路由是WSN的核心技術(shù)之一

WSN不適合設(shè)計(jì)通用的路由協(xié)議：能耗、計(jì)算復(fù)雜度。WSN是無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，一般用電池供電、無(wú)人看守，電池不能補(bǔ)充，要延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命就必須降低能耗。能耗主要用于數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸上，所以單跳傳輸距離不能太遠(yuǎn)，要實(shí)現(xiàn)WSN大范圍覆蓋，就需要多跳中繼第六頁(yè)，共103頁(yè)。設(shè)計(jì)目標(biāo)滿足應(yīng)用需求（WSN路由與應(yīng)用相關(guān)）低網(wǎng)絡(luò)開銷（內(nèi)存、計(jì)算復(fù)雜度、節(jié)能）資源利用的整體有效性網(wǎng)絡(luò)高吞吐率路由（routing）工作包含兩個(gè)基本的動(dòng)作：1、確定最佳路徑2、通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息第七頁(yè)，共103頁(yè)。WSN使用環(huán)境惡劣無(wú)線信道不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)與失效

WSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)可能變化，這與傳統(tǒng)Internet不同，因此傳統(tǒng)路由不能用于WSN第八頁(yè)，共103頁(yè)。WSN路由協(xié)議特點(diǎn)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同：（傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（如GSM）在QoS(服務(wù)質(zhì)量)上；WSN重點(diǎn)在能耗上）WSN特點(diǎn)自組織的網(wǎng)絡(luò)（隨機(jī)部署）數(shù)據(jù)的冗余性（多節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)同一事件，需要數(shù)據(jù)融合）基于局部拓?fù)洌═opology）信息（硬件限制）網(wǎng)絡(luò)功能：數(shù)據(jù)收集，多對(duì)一（一個(gè)sink（匯聚）節(jié)點(diǎn)）

WSN路由與應(yīng)用相關(guān)，(不同的應(yīng)用采用不同的路由，降低路由復(fù)雜度)以數(shù)據(jù)為中心第九頁(yè)，共103頁(yè)。WSN路由協(xié)議要求要求 能量高效（協(xié)議簡(jiǎn)單&節(jié)省能量&均衡消耗）可擴(kuò)展性（網(wǎng)絡(luò)范圍&節(jié)點(diǎn)密度）魯棒性（節(jié)點(diǎn)變化&拓?fù)渥兓┛焖偈諗啃裕▽?duì)于移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，更需要快速收斂） 第十頁(yè)，共103頁(yè)。WSN路由協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)考慮網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)能量?jī)?yōu)化節(jié)點(diǎn)能量限制，大部分能量用于通信，所以研究低功耗的通信協(xié)議，尤其是路由協(xié)議具有高可擴(kuò)展性網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，節(jié)點(diǎn)上千個(gè)，節(jié)點(diǎn)越多，路由收斂越慢、路由越不穩(wěn)定，AdHoc的路由不能照搬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘡?qiáng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、失效&無(wú)線信道&規(guī)模大，拓?fù)渥兓l繁，如何建立快速收斂、復(fù)雜度低的路由？）傳感器網(wǎng)絡(luò)路由中使用數(shù)據(jù)融合技術(shù)（數(shù)據(jù)為中心）傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，保證數(shù)據(jù)“完整無(wú)誤”；WSN強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)匯聚，為了降耗，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，減小通信量傳感器網(wǎng)絡(luò)中流量分布不對(duì)稱

數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)&多源單Sink，越接近Sink，流量越大其他：冗余設(shè)計(jì)、定位、覆蓋性、QoS等第十一頁(yè)，共103頁(yè)。傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的挑戰(zhàn)自組織布撒（Adhocdeployment）能量消耗（Energyconsumption）路由精度（Routingaccuracy）計(jì)算能力（Computationcapabilities）通信能力（Communicationtolerance）容錯(cuò)能力（Faulttolerance）可擴(kuò)展性（Scalability）控制負(fù)載（Controloverhead，帶寬有限，重載情況下，如何保證QoS）第十二頁(yè)，共103頁(yè)。內(nèi)容提要WSN路由協(xié)議概述WSN路由協(xié)議分類能量感知路由協(xié)議基于查詢的路由協(xié)議集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議地理位置路由協(xié)議第十三頁(yè)，共103頁(yè)。路由協(xié)議分類（1）按路由發(fā)現(xiàn)策略劃分主動(dòng)路由:也叫表驅(qū)動(dòng)(TableDriven)路由，主動(dòng)路由的路由發(fā)現(xiàn)策略與傳統(tǒng)路由協(xié)議類似，節(jié)點(diǎn)通過周期性地廣播路由信息分組，交換路由信息，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)路由。節(jié)點(diǎn)必須維護(hù)去往全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的路由。優(yōu)點(diǎn):當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)，只要去往目的節(jié)點(diǎn)的路由存在，所需的延時(shí)就會(huì)很小。缺點(diǎn):需要花費(fèi)較大開銷，盡可能使得路由更新能夠緊隨當(dāng)前拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，浪費(fèi)了一些資源來建立和重建那些根本沒有被使用的路由。14第十四頁(yè)，共103頁(yè)。路由協(xié)議分類（1）被動(dòng)路由:也叫按需(OnDemand)路由與主動(dòng)路由相反，被動(dòng)路由認(rèn)為在動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，沒有必要維護(hù)去往其它所有節(jié)點(diǎn)的路由。僅在有去往目的節(jié)點(diǎn)路由的時(shí)候才“按需”進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)。被動(dòng)路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)分組的傳輸請(qǐng)求，被動(dòng)地搜索從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由。當(dāng)沒有分組傳遞請(qǐng)求時(shí)，路由器處于靜默狀態(tài)，并不需要交換路由信息。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由表內(nèi)容按需建立，它可能僅僅是整個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息的一部分。優(yōu)點(diǎn):不需要周期性的路由信息廣播，節(jié)省了一定的網(wǎng)絡(luò)資源。缺點(diǎn):發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)，如果沒有去往目的節(jié)點(diǎn)的路由，數(shù)據(jù)分組需要等待因路由發(fā)現(xiàn)引起的延時(shí)。15第十五頁(yè)，共103頁(yè)。路由協(xié)議分類（2）按網(wǎng)絡(luò)管理的邏輯結(jié)構(gòu)劃分平面結(jié)構(gòu)路由:平面結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)在路由功能上地位相同，沒有引入分層管理機(jī)制。優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中沒有特殊節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)流量均勻地分散在網(wǎng)絡(luò)中，路由算法易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：可擴(kuò)張性小，在一定程度上限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。典型路由：Flooding,Gossiping,SPIN,DD，Rumor16第十六頁(yè)，共103頁(yè)。路由協(xié)議分類（2）分層路由:與平面路由協(xié)議相對(duì)應(yīng)的是分層結(jié)構(gòu)路由協(xié)議。它采用簇的概念對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行層次劃分。若干個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)簇，每一個(gè)簇有一個(gè)簇首。簇與簇之間可以通過網(wǎng)關(guān)通信。網(wǎng)關(guān)可以是簇首也可以是其它簇成員。網(wǎng)關(guān)之間的連接構(gòu)成上層骨干網(wǎng)，所有簇間通信都通過骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)。17第十七頁(yè)，共103頁(yè)。路由協(xié)議分類（2）分層路由協(xié)議包括成簇協(xié)議、簇維護(hù)協(xié)議、簇內(nèi)路由協(xié)議和簇間路由協(xié)議四個(gè)部分。成簇協(xié)議解決如何在動(dòng)態(tài)分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)高效地聚集成簇，它是分層路由協(xié)議的關(guān)鍵。簇維護(hù)協(xié)議要解決在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)過程中的簇結(jié)構(gòu)維護(hù)，其中包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)退出和加入簇，簇的產(chǎn)生和消亡等功能。分層路由協(xié)議比較適合于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，但成簇過程會(huì)產(chǎn)生一定的能源消耗，如何產(chǎn)生有效的簇類也正是學(xué)者們深入研究的問題。分層路由的典型協(xié)議：LEACH,TTDD18第十八頁(yè)，共103頁(yè)。路由協(xié)議分類（3）地理信息路由協(xié)議在目標(biāo)跟蹤類應(yīng)用中，往往需要喚醒距離跟蹤目標(biāo)最近的傳感器節(jié)點(diǎn)，以得到關(guān)于目標(biāo)的更精確位置等相關(guān)信息。在這類應(yīng)用中，通常需要知道目的節(jié)點(diǎn)的精確或者大致地理位置。把節(jié)點(diǎn)的位置信息作為路由選擇的依據(jù)，不僅能夠完成節(jié)點(diǎn)路由功能，還可以降低系統(tǒng)專門維護(hù)路由協(xié)議的能耗。節(jié)點(diǎn)知道自己的地理位置，利用位置進(jìn)行路由典型協(xié)議：GPSR,GEAR，GEM19第十九頁(yè)，共103頁(yè)。20第二十頁(yè)，共103頁(yè)。內(nèi)容提要WSN路由協(xié)議概述WSN路由協(xié)議分類能量感知路由協(xié)議基于查詢的路由協(xié)議集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議地理位置路由協(xié)議第二十一頁(yè)，共103頁(yè)。能量感知路由節(jié)點(diǎn)根據(jù)可用能量（poweravailable，PA）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。第二十二頁(yè)，共103頁(yè)。能量路由算法示意圖路徑1：S—B—A—H，

PA=4，E=3；路徑2：S—C—B—A—H，

PA=6，E=6；路徑3：S—D—H，

PA=3，E=4；路徑4：S—F—E—H，

PA=5，E=6。剩余能量最大PA優(yōu)先：選路徑2;能量消耗最小優(yōu)先：選路徑1第二十三頁(yè)，共103頁(yè)?；诓樵兊穆酚蓞f(xié)議Flooding協(xié)議和Gossiping協(xié)議SPIN協(xié)議DirectedDiffusion協(xié)議Rumor協(xié)議第二十四頁(yè)，共103頁(yè)。（1）Flooding協(xié)議和Gossiping協(xié)議泛洪是一種傳統(tǒng)的路由技術(shù)。泛洪算法的主要思想是由某節(jié)點(diǎn)發(fā)起數(shù)據(jù)廣播，然后任意一個(gè)收到廣播的節(jié)點(diǎn)都無(wú)條件將該數(shù)據(jù)副本廣播出去，每一節(jié)點(diǎn)都重復(fù)這樣的過程直到數(shù)據(jù)遍歷全網(wǎng)或者達(dá)到規(guī)定的最大跳數(shù)。算法不用維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由計(jì)算，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。但存在的最主要問題是內(nèi)爆、重疊以及資源盲點(diǎn)等。25第二十五頁(yè)，共103頁(yè)。內(nèi)爆現(xiàn)象內(nèi)爆現(xiàn)象如圖所示，節(jié)點(diǎn)S通過廣播將數(shù)據(jù)發(fā)送給自己的鄰居節(jié)點(diǎn)A、B和C，A、B和C又將同樣的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給D，這種將同一個(gè)數(shù)據(jù)包多次轉(zhuǎn)發(fā)給同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象就是內(nèi)爆，這極大浪費(fèi)節(jié)點(diǎn)能量。26第二十六頁(yè)，共103頁(yè)。重疊現(xiàn)象重疊現(xiàn)象是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特有的，如圖節(jié)點(diǎn)A和B感知范圍發(fā)生了重疊，重疊區(qū)域的事件被相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)探測(cè)到，那么同一事件被傳給它們共同的鄰居節(jié)點(diǎn)C多次，這也浪費(fèi)能量。重疊現(xiàn)象是一個(gè)很復(fù)雜的問題，比內(nèi)爆問題更難解決。27思考：重疊和內(nèi)爆的區(qū)別？第二十七頁(yè)，共103頁(yè)。Gossiping路由協(xié)議Gossiping協(xié)議是對(duì)Flooding協(xié)議的改進(jìn)當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包時(shí)，只將數(shù)據(jù)包隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給與其相鄰的節(jié)點(diǎn)的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)或幾個(gè)，而不是所有節(jié)點(diǎn)。當(dāng)相鄰節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包時(shí)，也采用同樣的辦法轉(zhuǎn)發(fā)給與其相鄰某一個(gè)節(jié)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：降低了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)重疊的可能性，避免了信息內(nèi)爆現(xiàn)象的產(chǎn)生;

缺點(diǎn)：點(diǎn)到點(diǎn)的時(shí)延較大由于隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的方向并不一定在距離目的節(jié)點(diǎn)更近的方向上，因此容易造成數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)間過長(zhǎng)或者跳數(shù)己達(dá)到最大，而數(shù)據(jù)還沒有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，造成遞送失敗。剛開始的很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)送速率很大，但是隨著數(shù)據(jù)的發(fā)送，速度會(huì)明顯降低，而且它并不能徹底解決重疊的問題。28第二十八頁(yè)，共103頁(yè)?；诓樵兊穆酚蓞f(xié)議SPIN：SensorProtocolforInformationviaNegotiation第二十九頁(yè)，共103頁(yè)。SPIN該協(xié)議是最早的一類WSN路由協(xié)議的代表，是對(duì)Flooding協(xié)議的改進(jìn)考慮到WSN的數(shù)據(jù)冗余，臨近節(jié)點(diǎn)所感知的數(shù)據(jù)具有相似性，通過節(jié)點(diǎn)間協(xié)商方式減少數(shù)據(jù)傳輸量，只廣播其他節(jié)點(diǎn)沒有的數(shù)據(jù)第三十頁(yè)，共103頁(yè)。SPIN中的元數(shù)據(jù)（meta-data）元數(shù)據(jù)：對(duì)節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)的抽象，是原始感知數(shù)據(jù)的壓縮，可以描述原始感知數(shù)據(jù)（傳元數(shù)據(jù)可以節(jié)省能耗）

SPIN協(xié)議有兩種工作模式：SPIN1和SPIN2，（SPIN2在SPIN1的基礎(chǔ)上考慮了節(jié)點(diǎn)剩余能量）

SPIN采用三次握手機(jī)制，有三種分組：ADV（相當(dāng)于數(shù)據(jù)的索引，很短）、REQ、DATA第三十一頁(yè)，共103頁(yè)。SPIN協(xié)商通過元數(shù)據(jù)進(jìn)行元數(shù)據(jù)描述實(shí)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)與實(shí)數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)協(xié)議消息消息廣播包：Advertise(ADV)數(shù)據(jù)請(qǐng)求包：Request(REQ)數(shù)據(jù)包：Datatransfer(DATA)第三十二頁(yè)，共103頁(yè)。3步握手協(xié)議AAAAAA節(jié)點(diǎn)A有新數(shù)據(jù)，通過ADV發(fā)布新數(shù)據(jù)信息，使用元數(shù)據(jù)B節(jié)點(diǎn)收到ADV后，發(fā)現(xiàn)自己沒有該數(shù)據(jù)，通過REQ向A請(qǐng)求新數(shù)據(jù)A節(jié)點(diǎn)向B節(jié)點(diǎn)傳送源數(shù)據(jù)B節(jié)點(diǎn)融合新數(shù)據(jù)，并通過ADV發(fā)布新數(shù)據(jù)消息如果某節(jié)點(diǎn)有ADV中描述的數(shù)據(jù)的副本就忽略該消息圖SPIN協(xié)議工作流程元數(shù)據(jù)與源數(shù)據(jù)的差別？第三十三頁(yè)，共103頁(yè)。SPIN的特點(diǎn)通過和鄰居節(jié)點(diǎn)的協(xié)商來減少Flooding帶來的內(nèi)爆和重疊的影響通過元數(shù)據(jù)來完成協(xié)商過程元數(shù)據(jù)：一種對(duì)源數(shù)據(jù)的映射，比源數(shù)據(jù)短避免傳輸冗余數(shù)據(jù)3步握手協(xié)議(ADV-REQ-DATA)SPIN-2在SPIN-1的基礎(chǔ)上加入了能量閾值當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的剩余能量低于能量閾值后，減少其在協(xié)議中參與的活動(dòng)。第三十四頁(yè)，共103頁(yè)。SPIN2模式考慮了剩余能量值，當(dāng)節(jié)點(diǎn)能量值低于某個(gè)門限值時(shí)，該節(jié)點(diǎn)就不再參與DATA報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)，只是接收?qǐng)?bào)文和發(fā)出REQ報(bào)文，進(jìn)一步降低了能耗模擬結(jié)果表明，SPIN2比傳統(tǒng)方式節(jié)省能耗一半以上

第三十五頁(yè)，共103頁(yè)。SPIN協(xié)議評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)解決了內(nèi)爆問題，部分解決了重疊問題不需要進(jìn)行路由維護(hù)（為什么？）對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓幻舾?，可用于移?dòng)WSN缺點(diǎn)本質(zhì)上SPIN還是向全網(wǎng)擴(kuò)散新消息，開銷比較大當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)向同一個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送REQ時(shí)，需要退避算法第三十六頁(yè)，共103頁(yè)。SPIN協(xié)議族（ProtocolFamily）SPIN協(xié)議還包括了4個(gè)協(xié)議：SPIN-BC：適合于廣播信道的SPIN協(xié)議SPIN-PP：適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的SPIN協(xié)議SPIN-EC：在SPIN-PP基礎(chǔ)上增加了能量限制SPIN-RL：考慮信道上存在分組丟失的SPIN協(xié)議第三十七頁(yè)，共103頁(yè)。基于查詢的路由協(xié)議DD:DirectedDiffusion定向擴(kuò)散第三十八頁(yè)，共103頁(yè)。DirectedDiffusion思路：Sink節(jié)點(diǎn)周期性地廣播一種稱為“興趣”的分組，告訴其他節(jié)點(diǎn)，我要收集什么興趣。興趣在擴(kuò)散的過程中也反向建立了路由路徑，與“興趣”匹配節(jié)點(diǎn)通過路徑傳送數(shù)據(jù)到Sink節(jié)點(diǎn)三個(gè)階段：興趣擴(kuò)散（采用泛洪）；梯度建立（反向建立）；強(qiáng)化路徑（Sink節(jié)點(diǎn)會(huì)收到多條路徑，選最優(yōu)路徑，進(jìn)行加強(qiáng)，以后的數(shù)據(jù)按照加強(qiáng)路徑傳送）第三十九頁(yè)，共103頁(yè)。DirectedDiffusion圖DD路由機(jī)制第四十頁(yè)，共103頁(yè)。DirectedDiffusionSink節(jié)點(diǎn)查詢興趣消息興趣消息采用泛洪的方法傳播到網(wǎng)絡(luò)由和興趣匹配數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)興趣擴(kuò)散階段建立節(jié)點(diǎn)到Sink的路徑興趣的定義：由屬性值對(duì)組成type=four-leggedanimal//detectanimallocationinterval=20ms//sendbackeventsevery20msduration=10seconds//..forthenext10secondsrect=[-100,i00,200,400]//fromsensorswithinrectangle第四十一頁(yè)，共103頁(yè)。興趣和梯度Sink節(jié)點(diǎn)向全網(wǎng)查詢興趣建立源節(jié)點(diǎn)和Sink間路徑興趣在全網(wǎng)中擴(kuò)散對(duì)每一個(gè)活動(dòng)任務(wù)，Sink周期進(jìn)行查詢鄰居更新自己的興趣cache，并且轉(zhuǎn)發(fā)興趣cache中的條目(興趣表項(xiàng))包括時(shí)間戳：指示接收到相關(guān)興趣消息的最近時(shí)間若干梯度域：每個(gè)梯度和其鄰居節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)（每條表項(xiàng)有多個(gè)梯度域）一個(gè)梯度標(biāo)示一個(gè)鄰居每個(gè)梯度中含有一個(gè)指定的數(shù)據(jù)傳輸率持續(xù)時(shí)間：該興趣消息的有效期第四十二頁(yè)，共103頁(yè)。DirectedDiffusion查詢（興趣）消息的傳播目的—建立數(shù)據(jù)的傳輸梯度Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢消息興趣消息內(nèi)容包括：任務(wù)性質(zhì)、數(shù)據(jù)采集/發(fā)送速率、時(shí)間戳等中間節(jié)點(diǎn)：記錄轉(zhuǎn)發(fā)

梯度：表示了數(shù)據(jù)的傳輸方向第四十三頁(yè)，共103頁(yè)。DD協(xié)議評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心路由，定義不同任務(wù)類型/目標(biāo)區(qū)域消息；路徑加強(qiáng)機(jī)制可顯著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩恢芷谛月酚桑耗芰康木庀?；缺點(diǎn)周期性的洪泛機(jī)制---能量和時(shí)間開銷都比較大；Sink周期性廣播，不適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要維護(hù)一個(gè)興趣消息列表，代價(jià)較大；第四十四頁(yè)，共103頁(yè)。DirectedDiffusion

FamilyGBR路由(Gradient-BasedRouting)協(xié)議：梯度域擴(kuò)展（加入了傳感器節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息、無(wú)線鏈路評(píng)估信息）EAR(EnergyAwareRouting)路由協(xié)議建立路由過程中加入能量評(píng)估機(jī)制；路由路徑的能量開銷大于某一閾值時(shí)不采用；CADR路由(ConstrainedAnisotropicDiffusionrouting)協(xié)議興趣消息往指定方向發(fā)送第四十五頁(yè)，共103頁(yè)。謠傳路由(rumorrouting）有些傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)傳輸量較少或者已知事件區(qū)域。在此情況下，定向擴(kuò)散路由并不是高效的路由機(jī)制。

Boulis等人提出了謠傳路由，適用于數(shù)據(jù)傳輸量較小的傳感器網(wǎng)絡(luò)。謠傳路由機(jī)制引入了查詢消息的單播隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，克服了使用洪泛方式建立轉(zhuǎn)發(fā)路徑帶來的開銷過大問題。它的基本思想是：事件區(qū)域中的傳感器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生代理（

agent）消息，代理消息沿隨機(jī)路徑向外擴(kuò)散傳播。同時(shí)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的查詢消息也沿隨機(jī)路徑在網(wǎng)絡(luò)中傳播。當(dāng)代理消息和查詢消息的傳輸路徑交叉在一起時(shí)，就會(huì)形成一條匯聚節(jié)點(diǎn)到事件區(qū)域的完整路徑。46第四十六頁(yè)，共103頁(yè)。rumor47第四十七頁(yè)，共103頁(yè)。rumor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)事件列表。事件列表的每個(gè)表項(xiàng)都記錄事件相關(guān)的信息，包括事件名稱、到事件區(qū)域的跳數(shù)和到事件區(qū)域的下一跳鄰居等信息。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)在本地監(jiān)測(cè)到一個(gè)事件發(fā)生時(shí)，在事件列表中增加一個(gè)表項(xiàng)，設(shè)置事件名稱、跳數(shù)（為零）等，同時(shí)根據(jù)一定的概率產(chǎn)生一個(gè)代理消息（何謂代理消息？）。48第四十八頁(yè)，共103頁(yè)。rumor代理消息是一個(gè)包含生命期等事件相關(guān)信息的分組，用來將攜帶的事件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)，首先檢查事件列表中是否有該事件相關(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，如果代理中的跳數(shù)小，就更新表項(xiàng)中的跳數(shù)值，否則更新代理消息中的跳數(shù)值。（為什么？）如果事件列表中沒有該事件相關(guān)的表項(xiàng)，就增加一個(gè)表項(xiàng)來記錄代理消息攜帶的事件信息。然后，節(jié)點(diǎn)將代理消息中的生存值減

1（為什么？）

，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，直到其生存值減少為零。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)事件區(qū)域的路徑。49第四十九頁(yè)，共103頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)都可能生成一個(gè)對(duì)特定事件的查詢消息。如果節(jié)點(diǎn)的事件列表中保存有該事件的相關(guān)表項(xiàng)，說明該節(jié)點(diǎn)在到達(dá)事件區(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。查詢消息經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)按照同樣方式轉(zhuǎn)發(fā)，并記錄查詢消息中的相關(guān)信息，形成查詢消息的路徑。查詢消息也具有一定的生存期，以解決環(huán)路問題。50第五十頁(yè)，共103頁(yè)。內(nèi)容提要WSN路由協(xié)議概述WSN路由協(xié)議分類能量感知路由協(xié)議基于查詢的路由協(xié)議集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議地理位置路由協(xié)議第五十一頁(yè)，共103頁(yè)。集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議LEACH:Low-EnergyAdaptiveClusteringHierarchy第五十二頁(yè)，共103頁(yè)。集群結(jié)構(gòu)路由原理集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議實(shí)際是分層結(jié)構(gòu)路由協(xié)議的一種，網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)簇，每個(gè)簇由一個(gè)簇頭和簇成員組成，這些簇頭形成高一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，在高一級(jí)網(wǎng)絡(luò)中，可以再一次分簇，形成更高一級(jí)網(wǎng)絡(luò)簇頭管理簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)，收集和融合簇內(nèi)信息和簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)展性好，適宜大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)第五十三頁(yè)，共103頁(yè)。LEACH算法如果每個(gè)節(jié)點(diǎn)直接和Sink節(jié)點(diǎn)通信存在的問題：節(jié)點(diǎn)能量消耗過大節(jié)點(diǎn)密度較大時(shí)沖突過多，效率低LEACH算法：最早的一種分層路由算法，主要考慮簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)能耗簇頭作為一定區(qū)域所有節(jié)點(diǎn)的代理，負(fù)責(zé)和Sink的通信；非簇頭節(jié)點(diǎn)可以使用小功率和簇頭節(jié)點(diǎn)通信；簇頭節(jié)點(diǎn)可以對(duì)所轄區(qū)域節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，減少網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；簇頭選舉算法的設(shè)計(jì)，要求保證公平性第五十四頁(yè)，共103頁(yè)。關(guān)鍵問題使用Leach協(xié)議后，形成兩級(jí)星形結(jié)構(gòu)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)與簇頭距離近，功耗小；簇頭進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，減少通信量簇頭消耗大量能量，所以定期選舉簇頭第五十五頁(yè)，共103頁(yè)。簇頭選舉算法每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)選擇[0，1]之間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，如果選定的值小于某一個(gè)閾值，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)，計(jì)算如下：

N表示網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，k為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)，r為已完成的回合數(shù)，G為網(wǎng)絡(luò)生存期總的回合數(shù)。mod是什么？第五十六頁(yè)，共103頁(yè)。LEACH算法網(wǎng)絡(luò)按照周期工作，每個(gè)周期分為兩個(gè)階段：簇頭建立階段：節(jié)點(diǎn)運(yùn)行算法，確定本次自己是否成為簇頭（選簇）；簇頭節(jié)點(diǎn)廣播自己成為簇頭的事實(shí)；其他非簇頭節(jié)點(diǎn)按照信號(hào)強(qiáng)弱選擇應(yīng)該加入的簇頭，并通知該簇頭節(jié)點(diǎn)；簇頭節(jié)點(diǎn)按照TDMA的調(diào)度，給依附于他的節(jié)點(diǎn)分配時(shí)間片；數(shù)據(jù)傳輸階段：節(jié)點(diǎn)在分配給他的時(shí)間片上發(fā)送數(shù)據(jù)；第五十七頁(yè)，共103頁(yè)。LEACH算法評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)化了傳輸數(shù)據(jù)所需能量；優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)量（簇頭數(shù)據(jù)融合）；缺點(diǎn)節(jié)點(diǎn)硬件需要支持射頻功率自適應(yīng)調(diào)整；（為什么？）無(wú)法保證簇頭節(jié)點(diǎn)能遍及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)；分簇與簇頭選舉容易產(chǎn)生不公平（為什么要公平？）第五十八頁(yè)，共103頁(yè)。LEACHFamilyLEACH-c：簇頭由Sink節(jié)點(diǎn)指定；通過模擬退火算法選擇簇頭；PEGASIS：將網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)連成一條線；每次只有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)和Sink的通信，簇頭在線上移動(dòng)（與其它方法的區(qū)別？）；第五十九頁(yè)，共103頁(yè)。集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議TTDD:ATwo-tierDataDisseminationModelforLarge-scaleWirelessSensorNetworks第六十頁(yè)，共103頁(yè)。TTDD傳感器節(jié)點(diǎn)不移動(dòng)，Sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)（不是物理位置的移動(dòng)）；多Sink；以源節(jié)點(diǎn)為中心建立格狀網(wǎng)；（下圖）最接近網(wǎng)格交叉點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)保存了源節(jié)點(diǎn)的信息運(yùn)用代理，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)Sink的透明傳輸；（非Sink節(jié)點(diǎn)不能移動(dòng)，Sink節(jié)點(diǎn)可以移動(dòng)）Sink通過泛洪查找最近的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（直接轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)）；轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)將查詢送給源節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)將信息通過查詢建立的路徑發(fā)送給Sink節(jié)點(diǎn)Sink節(jié)點(diǎn)在等待查詢數(shù)據(jù)時(shí)，可繼續(xù)移動(dòng)；Sink節(jié)點(diǎn)指定了代理，由代理轉(zhuǎn)給Sink節(jié)點(diǎn)第六十一頁(yè)，共103頁(yè)。格狀網(wǎng)的建立源節(jié)點(diǎn)B的坐標(biāo)(x,y)；網(wǎng)格的邊長(zhǎng)為B建立的格狀網(wǎng)的交叉點(diǎn)坐標(biāo)為B為中心建立網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)點(diǎn)選擇與交叉點(diǎn)最近的點(diǎn)，如圖中黑點(diǎn)成為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)啟動(dòng)下一級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的選取過程以B為源節(jié)點(diǎn)建立的格狀網(wǎng)思考：由于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)基本固定，能量是否均衡？第六十二頁(yè)，共103頁(yè)。格狀網(wǎng)構(gòu)造和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選取需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道自己的地理位置，每個(gè)格子為邊長(zhǎng)為a的正方形，計(jì)算每個(gè)正方形的頂點(diǎn)位置源節(jié)點(diǎn)B廣播公告消息，離交叉點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn)接收該公告消息，這樣B的四個(gè)交叉點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)建立起來，繼續(xù)找離B兩跳的交叉點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（每個(gè)交叉點(diǎn)均需要1個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)）轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的選?。壕嚯x下一交叉點(diǎn)小于a/2的節(jié)點(diǎn)才接收公告消息，并廣播自己的地理位置，計(jì)算最近的節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。第六十三頁(yè)，共103頁(yè)。Sink節(jié)點(diǎn)通過廣播來查詢，當(dāng)某個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)需要響應(yīng)該查詢時(shí)，該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)就成為直接轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；直接轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)就向其上游節(jié)點(diǎn)傳送查詢消息，查詢消息一直到源節(jié)點(diǎn)；傳播路徑上的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)需要記錄自己的下游節(jié)點(diǎn)的信息和Sink節(jié)點(diǎn)信息，作為為傳輸數(shù)據(jù)的路徑什么是上游節(jié)點(diǎn)和下游節(jié)點(diǎn)？第六十四頁(yè)，共103頁(yè)。格狀網(wǎng)建立時(shí)的上下游關(guān)系上游節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在格狀網(wǎng)建立階段由源節(jié)點(diǎn)或者其它轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇，這個(gè)選擇本轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的源節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)稱為本轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的上游節(jié)點(diǎn)下游節(jié)點(diǎn)和上游節(jié)點(diǎn)的定義相反第六十五頁(yè)，共103頁(yè)。Sink節(jié)點(diǎn)查詢過程所有的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)都包含有源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)公告消息Sink通過泛洪方式發(fā)起查詢請(qǐng)求，查詢范圍是一個(gè)網(wǎng)格區(qū)間匹配節(jié)點(diǎn)（直接轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)）通過格狀網(wǎng)建立時(shí)的上下游關(guān)系將查詢傳送到源節(jié)點(diǎn)源節(jié)點(diǎn)響應(yīng)查詢，沿查詢消息的反向傳輸路徑傳送數(shù)據(jù)（虛線為查詢路線，實(shí)線為數(shù)據(jù)傳輸路線）圖5-16TTDD網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流描述第六十六頁(yè)，共103頁(yè)。對(duì)移動(dòng)Sink的支持直接轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)第一個(gè)響應(yīng)Sink查詢的格狀網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)初級(jí)代理(PA)Sink節(jié)點(diǎn)指定的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)接收直接轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)直接代理(IA)Sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)指定IA，PA將數(shù)據(jù)傳送給IA，由IA將數(shù)據(jù)提交給Sink。PA和IA可以是同一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)Sink移出距離太遠(yuǎn)，找不到IA時(shí)，Sink重新發(fā)起查詢過程。思考：當(dāng)PA能夠直接將數(shù)據(jù)傳輸給Sink時(shí)，是否需要IA？為什么第六十七頁(yè)，共103頁(yè)。TTDD路由協(xié)議評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)提出了一種新的應(yīng)用場(chǎng)景支持多Sink以及Sink移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境缺點(diǎn)需要地理位置信息的支持網(wǎng)格大小不容易確定第六十八頁(yè)，共103頁(yè)。內(nèi)容提要WSN路由協(xié)議概述WSN路由協(xié)議分類能量感知路由協(xié)議基于查詢的路由協(xié)議集群結(jié)構(gòu)路由協(xié)議地理位置路由協(xié)議第六十九頁(yè)，共103頁(yè)。地理位置信息地理位置信息路由協(xié)議要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道自己在網(wǎng)絡(luò)中的位置下列方法可確定節(jié)點(diǎn)位置GPS(GlobalPositioningSystem)超聲波三角定位系統(tǒng)標(biāo)定用途地理位置信息作為其它路由算法的輔助直接用于路由的計(jì)算第七十頁(yè)，共103頁(yè)。地理位置信息路由協(xié)議GPSR：GreedyPerimeterStatelessRouting(貪婪周邊無(wú)狀態(tài)路由)第七十一頁(yè)，共103頁(yè)。GPSR貪婪算法利用節(jié)點(diǎn)的地理位置信息轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（下一跳）選?。哼x擇鄰居節(jié)點(diǎn)中離目的節(jié)點(diǎn)D最近的點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)貪婪算法的缺點(diǎn)：出現(xiàn)局部?jī)?yōu)化問題第七十二頁(yè)，共103頁(yè)。局部?jī)?yōu)化問題存在x到D的路徑x的鄰居w,y離D的距離比x大解決方法：邊界轉(zhuǎn)發(fā)空曠區(qū)域第七十三頁(yè)，共103頁(yè)。邊界轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的右手法則一個(gè)數(shù)據(jù)分組從節(jié)點(diǎn)y到達(dá)節(jié)點(diǎn)x；下一條邊的選擇：下一邊是以x為頂點(diǎn)，沿(x，y)逆時(shí)針方向上的第一條邊，圖中為(x，z)后續(xù)各邊同樣依次法則確定第七十四頁(yè)，共103頁(yè)。Face平面圖的邊將整個(gè)圖分成許多小的互不重疊的有界多邊形和一些無(wú)界區(qū)域，這些有界多邊形和無(wú)界區(qū)域統(tǒng)稱為face。其中，有界區(qū)域稱為內(nèi)部face，無(wú)界區(qū)域稱為外部face。圖中xD通過3個(gè)有界face和一個(gè)無(wú)界face。第七十五頁(yè)，共103頁(yè)。邊界轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包在x點(diǎn)進(jìn)入邊界轉(zhuǎn)發(fā)模式，通過face邊界向目的節(jié)點(diǎn)D轉(zhuǎn)發(fā)，這些face都被xD穿越；轉(zhuǎn)發(fā)邊的選擇采用右手法則，初始邊為xD；數(shù)據(jù)包在同一個(gè)face中轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)采用右手法則，當(dāng)碰到與xD相交的邊時(shí)，進(jìn)行face切換，進(jìn)入下一個(gè)face；第七十六頁(yè)，共103頁(yè)。GPSR協(xié)議評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)采用改進(jìn)后的貪婪算法，不需要維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，路由開銷??；可適用于靜態(tài)和移動(dòng)的WSN網(wǎng)絡(luò)；缺點(diǎn)需要地理位置信息的支持；需要維護(hù)鄰居節(jié)點(diǎn)位置信息；第七十七頁(yè)，共103頁(yè)。GPSRFamilyGRA（GeographicalRoutingAlgorithm)：發(fā)生局部?jī)?yōu)化問題時(shí)通過泛洪查找到目的節(jié)點(diǎn)的路由f-GEDIR(f表示泛洪)和c-GEDIR

：

發(fā)生局部?jī)?yōu)化問題，采用盡最大努力發(fā)送的方式：f-GEDIR：向所有鄰節(jié)點(diǎn)廣播該分組

c-GEDIR：選擇部分鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該分組

收到數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)繼續(xù)使用GPSR協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)分組2-hopGEDIR

：節(jié)點(diǎn)保存一跳和兩跳范圍鄰居節(jié)點(diǎn)的位置信息

第七十八頁(yè)，共103頁(yè)。常用的貪婪策略MFR(MostForwardwithinRadius)：選擇節(jié)點(diǎn)最大傳輸距離R處的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。主要目標(biāo)是盡可能減少傳輸過程中的跳數(shù),將消息包以盡可能快的速度傳遞至目的節(jié)點(diǎn)。NFP(NearestwithForwardProgress)：選擇距離F最近的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)。由于每跳節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離較短,因此該選擇策略的主要目標(biāo)是盡可能減少每跳節(jié)點(diǎn)傳輸所消耗的能量。CR(CompassRouting)：下一跳節(jié)點(diǎn)和源節(jié)點(diǎn)之間連線與源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間連線的夾角最小。盡可能沿向著目標(biāo)的直線方向進(jìn)行路由。三種策略示意圖第七十九頁(yè)，共103頁(yè)。地理位置信息路由協(xié)議GEAR：GeographicandEnergyAwareRouting第八十頁(yè)，共103頁(yè)。GEAR路由前提已知目標(biāo)區(qū)域的位置信息節(jié)點(diǎn)知道自己位置信息和剩余能量節(jié)點(diǎn)間無(wú)線鏈路是相同的選路依據(jù)節(jié)點(diǎn)到查詢區(qū)域通信能量能耗節(jié)點(diǎn)本身的剩余能量最小代價(jià)節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)第八十一頁(yè)，共103頁(yè)。GEAR路由過程

查詢命令傳送到目標(biāo)區(qū)域貪婪算法－選擇鄰居節(jié)點(diǎn)到達(dá)指定區(qū)域的代價(jià)估計(jì)代價(jià)：

F(Ni

,R)=α?Distance(Ni,R)+(1?α)?Left_Enery(Ni

)實(shí)際代價(jià)：F(Ni

,R)=α?Enery_Cost(Ni

,R)+(1?α)?Left_Enery(Ni)Ni為有轉(zhuǎn)發(fā)需求的節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)，R為目標(biāo)區(qū)域的中心位置。當(dāng)N不知道Ni的實(shí)際代價(jià)時(shí)使用估計(jì)代價(jià)。

第八十二頁(yè)，共103頁(yè)。GEAR路由過程查詢?cè)诒O(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)傳送：洪泛方式，迭代地理轉(zhuǎn)發(fā)（將目標(biāo)區(qū)域分解為若干子區(qū)域、向子區(qū)域的中心位置轉(zhuǎn)發(fā)）第八十三頁(yè)，共103頁(yè)。路由空洞問題路由空洞：鄰居節(jié)點(diǎn)傳輸代價(jià)都比本地節(jié)點(diǎn)大.應(yīng)對(duì)方法：選擇鄰居節(jié)點(diǎn)中代價(jià)最小的作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)；修改本地節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)代價(jià)；

F(N,R)=F(Nmin,R)+C(N,Nmin)，F(xiàn)(N,R)是路由的代價(jià)函數(shù)，C(N,Nmin)表示將數(shù)據(jù)包從N傳送到Nmin的代價(jià)第八十四頁(yè)，共103頁(yè)。GEAR路由評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)利用了位置信息，避免了查詢消息的無(wú)目的Flooding；考慮了消耗的能量和節(jié)點(diǎn)剩余能量，均衡消息；路徑選擇可達(dá)到局部區(qū)域內(nèi)的最優(yōu)（是優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于全局來說也是不足）；迭代地理轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)洪泛機(jī)制的補(bǔ)充；缺點(diǎn)可能出現(xiàn)路由空洞（局部信息）；不適合在移動(dòng)WSN使用（為什么？）第八十五頁(yè)，共103頁(yè)。WSN路由協(xié)議最新研究成果現(xiàn)階段WSN路由設(shè)計(jì)主要關(guān)注下面幾個(gè)方面提高能量效率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的平衡，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間；滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景的參數(shù)指標(biāo)(也就是QOS)；實(shí)現(xiàn)一定程度的數(shù)據(jù)安全性。第八十六頁(yè)，共103頁(yè)。一種平衡網(wǎng)路能量和負(fù)載的路由協(xié)議JointMobilityandRoutingforLifetimeElongationinWirelessSensorNetworks第八十七頁(yè)，共103頁(yè)。一種平衡網(wǎng)路能量和負(fù)載的協(xié)議需要解決的問題多源單匯數(shù)據(jù)流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于控制流離匯聚節(jié)點(diǎn)近能量消耗快需要解決流量和能量的均衡問題第八十八頁(yè)，共103頁(yè)。一種平衡網(wǎng)路能量和負(fù)載的協(xié)議提出的方法最優(yōu)移動(dòng)策略Sink節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)外邊界移動(dòng)，左圖為圓形網(wǎng)絡(luò)模型，灰色區(qū)域是Sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)區(qū)域。匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)B為Sink節(jié)點(diǎn),Rm為其移動(dòng)圓形軌跡半徑，R為網(wǎng)絡(luò)半徑第八十九頁(yè)，共103頁(yè)。一種平衡網(wǎng)路能量和負(fù)載的協(xié)議路由方法Sink移動(dòng)區(qū)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)Sink移動(dòng)區(qū)外節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)沿著以O(shè)為中心的環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)，直到該數(shù)據(jù)包到達(dá)OB(B為節(jié)點(diǎn)Sink所在的位置)線附近的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，到達(dá)該節(jié)點(diǎn)后再沿著OB，采用最短路徑算法到達(dá)Sink節(jié)點(diǎn)。直接采用最短路徑路由算法到達(dá)Sink節(jié)點(diǎn)。第九十頁(yè)，共103頁(yè)。一種平衡網(wǎng)路能量和負(fù)載的協(xié)議優(yōu)點(diǎn)

提出了一種新思路，通過Sink移動(dòng)的方式從一定程度上削弱了網(wǎng)絡(luò)中能耗和負(fù)載不平衡的現(xiàn)象缺點(diǎn)大多