基于WSN的QoS多播路由算法研究.pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景非常廣闊，能夠廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報、健康護理、智能家居、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復(fù)雜機械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉庫管理，以及機場、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測等領(lǐng)域。隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)對QoS嚴(yán)格要求的業(yè)務(wù)(如實時多媒體業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)電話等)出現(xiàn)，就需要無線傳感器網(wǎng)路能夠提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)保障。 傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點( Sensor node)、匯

2、聚節(jié)點(Sink node)和管理節(jié)點。大量傳感器節(jié)點隨機部署在監(jiān)測區(qū)域( sensor field)內(nèi)部或附近，能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點逐跳地進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點處理，經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點，最后通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達(dá)管理節(jié)點。用戶通過管理節(jié)點對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的有限性、節(jié)點的計算能力和存儲容

3、量較低、能量受限等特點，使得傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和有中心無線網(wǎng)絡(luò)的QoS路由協(xié)議無法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中直接應(yīng)用。為此需要根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點設(shè)計專門的QoS路由算法和協(xié)議，而這些特點使得設(shè)計支持QoS保障的路由協(xié)議成了一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，并已成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究開發(fā)的熱點。 論文主要研究方向是在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提供具有QoS質(zhì)量保障的路由算法。取得的主要成果如下： (1)針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點和節(jié)點的剩余能量、延時、延

4、時抖動、帶寬等QoS約束問題，提出了基于WSN節(jié)點最大剩余能量的多QoS約束多播路由算法SEQMRA-W(Surplus Energy Qos Multicast Routing Algorithm based on WSN)。該算法把最大剩余能量作為第一度量，同時考慮節(jié)點帶寬、延時、延時抖動等因素。并對算法進(jìn)行了復(fù)雜性分析。仿真實驗表明：算法在路由成功率、多播樹費用、能量消耗方面均具有較好特性。 (2)針對移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中

5、QoS路由問題，引入有效鄰居機制和抉擇因子競爭機制，提出了一種基于抉擇因子的QoS多播路由算法。在選擇路徑過程中，通過抉擇因子選擇符合要求的最優(yōu)路徑。仿真實驗表明：算法是一種正確、有效的QoS多播路由算法，提升網(wǎng)絡(luò)的性能，可以適用于多種實時的應(yīng)用場合。 隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上多媒體業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，QoS保障已經(jīng)成為傳感器網(wǎng)絡(luò)通信必須支持的一項重要功能。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的特性使得QoS路由問題進(jìn)一步復(fù)雜化，還存在著許多亟待解決的