無線傳感器網絡中基于隨機睡眼調度的廣播路由協(xié)議.pdf

1、無線傳感器網絡是當前計算機網絡領域一個極為重要的課題,在軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療以及商業(yè)應用等領域具有廣闊的應用前景。傳感器節(jié)點的能量有限,極大的影響了網絡的生命周期和服務質量,因此節(jié)能問題成為當前無線傳感器網絡研究中的一個熱點。睡眠調度技術是一種非常有效的節(jié)能方法,它讓節(jié)點周期性的在喚醒和睡眠狀態(tài)之間交替輪轉以節(jié)省能量,延長了網絡工作壽命。然而,對于無線傳感器網絡中基本的數據操作方式-廣播而言,睡眠調度技術的引入帶來了新的挑戰(zhàn),許

2、多傳統(tǒng)的廣播算法將性能退化,甚至不再適用。廣播為網絡其它功能提供服務,被應用于消息擴散、路由建立、數據查詢和服務發(fā)現(xiàn)等?，F(xiàn)存的傳統(tǒng)廣播算法大多數假設節(jié)點一直處于激活狀態(tài)即喚醒工作狀態(tài),而在睡眠調度機制下,節(jié)點周期性睡眠,數據傳輸時延增加,甚至傳輸不成功,這使得廣播問題變得更加復雜。如何在帶有睡眠調度的網絡環(huán)境中設計有效的廣播算法,成為了無線傳感器網絡中廣播問題研究的新難點。
　　 本文針對無線傳感器網絡中基于睡眠調度方案的廣播問

3、題進行了深入的研究。結合現(xiàn)有工作的不足之處,主要工作內容如下:
　　 (1)提出了一種基于隨機睡眠調度方式的廣播算法RSSB。RSSB通過信標交換和調整睡眠的機制解決了節(jié)點異步工作中的早睡,晚醒和孤立節(jié)點等問題,最終使得相鄰節(jié)點之間接近于準同步調度,極大的減少了鄰居節(jié)點之間轉發(fā)消息時的等待時間和轉發(fā)次數。在RSSB的基礎上,利用廣播報文記錄廣播路徑上節(jié)點信息的特點,實現(xiàn)了從節(jié)點到匯聚節(jié)點的低時延反向數據匯聚路由。
　　

4、(2)根據本文隨機睡眠調度環(huán)境需求,對ONE仿真平臺進行了擴展,增加了廣播報文事件產生器,隨機睡眠調度生成器及相關實驗室數據統(tǒng)計類的擴展實現(xiàn),完成了ONE仿真平臺中隨機睡眠調度環(huán)境的搭建,并在此基礎上實現(xiàn)了RSSB等協(xié)議,用于性能比較。
　　 本文提出的RSSB廣播算法既沒有假設時間同步或節(jié)點睡眠調度感知,也不需要維護依靠鄰居交換協(xié)議獲取的鄰居節(jié)點的睡眠調度。而且,RSSB在解決無線環(huán)境下的多跳廣播問題時,為其余節(jié)點找到了一條無