无线传感器网络第3讲-routing

无线传感器网络中的路由技术

路由挑战和设计问题 节点部署 手动部署 传感器节点是手动部署的 数据是通过预先确定的路径进行路由的

随机部署 为了连接性和能效性，最佳聚类是必要的 多跳路由

路由挑战和设计问题 数据路由方式 具体应用 时间驱动: 定期监测 事件驱动: 响应突然的变化 查询驱动: 响应查询 混合方式

路由挑战和设计问题 节点/链路的异质性 相同的传感器节点 扮演不同角色和拥有不同功能的异构节点 多样化的形式 如果簇头有更多的能量和计算能力，则簇头负责与 BS之间通信

路由挑战和设计问题 容错能力 由于缺乏电源、机械损坏以及环境干扰，一些 传感器节点会出现故障或失效

调整传输功率、改变感知率、通过有更多节点 能量的区域重新路由数据包

路由挑战和设计问题 网络动态性 移动节点 移动事件 比如：目标跟踪

如果无线传感网感知的是一个固定事件，则网 络可以工作在一个反应的模式 很多应用需要定期的报告

路由挑战和设计问题 传输媒介 无线信道 限制带宽： 1 – 100Kbps MAC 无竞争式：TDMA or CDMA 基于竞争： CSMA, CSMA/CA, or 802.11

路由挑战和设计问题 连通性 高密度 高连通性 一些传感节点在消耗完能量后会失效 连通性取决于节点的随机部署

路由挑战和设计问题 覆盖范围 单一的传感器节点的覆盖范围是有限的 区域覆盖是一个重要的设计因素

数据融合 QoS 延时 使网络有更长生存时间的能源效率

路由挑战和设计问题 I. 平面路由协议 II. 层次路由协议 III. 基于位置信息的路由协议 IV. 基于QoS的路由协议

I. 平面路由协议

洪泛式路由 (Flooding) 太多浪费 信息爆炸和重叠 如果需要用在有限的 区域

以数据为中心的路由 没有唯一的全局标识 基于数据属性命名 SPIN, Directed diffusion, ...

SPIN (Sensor Protocols for Information via Negotiation)

SPIN 优点 每个节点只需要知道它的下一跳邻居节点 与Flooding相比明显减少了能量消耗

缺点 数据广告不能保证数据的传递 如果对数据有兴趣的节点与源节点很远，那么数据 就不能够被传递到 对于需要可靠数据传递的应用是不适合的，比如： 入侵检测

Direct Diffusion 传感器网络的特性 以数据为中心 没有中心鉴权 资源受限 节点与物理位置是绑定的 节点可能不知道网络的拓扑结构 节点通常是固定的

我们如何从传感器获取数据？

Directed Diffusion: 主要特点 以数据为中心 单个节点是不重要的

查询驱动 S

ink节点把查询 作为兴趣 满足兴趣的源节点可以被找到 中间节点向Sink节点转发兴趣

局部修复和路径加强 多路径传输，健壮性好