無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中支持實時查詢的實時路由協(xié)議.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的許多應(yīng)用都需要實時通信,但是由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性和不可靠性,導(dǎo)致端到端之間的延遲是不確定的,這給實時路由的設(shè)計提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。特別是在周圍環(huán)境的干擾和噪聲很嚴重的情況下,無線信道的質(zhì)量還會激烈的波動。但是,到目前為止,還沒有一種分布式的路由協(xié)議考慮由于鏈路的不可靠性,導(dǎo)致重傳次數(shù)影響單跳的延遲和包傳輸成功的概率,造成端到端之間延遲的不確定性,從而影響路由協(xié)議的實時性和可靠性。因此,本文主要從鏈路不可靠性的角度對

2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的實時路由進行了研究。
　　首先,基于不可靠的鏈路,本文綜合考慮了鏈路的質(zhì)量與鏈路的延時,提出了一種新的轉(zhuǎn)發(fā)可靠性概念,并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種新的實時路由協(xié)議RSPEED。在RSPEED中,利用轉(zhuǎn)發(fā)可靠性表示節(jié)點在給定的延遲閾值下成功將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到鄰居節(jié)點的概率,并以此保證路由的實時性和可靠性,提供一定的 QoS服務(wù)。另外,當(dāng)環(huán)境中鏈路質(zhì)量比較差時,還能在滿足實時性的基礎(chǔ)上通過權(quán)衡傳輸延時與傳輸可靠性,從而獲得更

3、高的傳輸成功率。實驗結(jié)果表明,我們的方法能夠顯著的提高包的傳輸成功率和減少包超過 deadline的數(shù)量,特別是當(dāng)信道非常差時,我們的方法在性能上比SPEED高出20％左右。
　　其次,考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量是受限的,本文提出了一種通過限制重傳來達到能量高效的可靠實時路由。本文提出的算法能夠在給定一條已知的路徑時,通過確定每跳鏈路的重傳次數(shù),使最大化路徑在滿足實時性前提下包發(fā)送成功的概率。另外,通過理論分析證明,本文提出的算法

4、能夠在多項式的時間內(nèi)得到最優(yōu)解。最后,實驗結(jié)果表明本文提出的算法的優(yōu)越性,能在滿足實時性的前提下優(yōu)化路徑上的包發(fā)送成功的概率,進一步提高實時路由的實時性和可靠性。
　　最后,根據(jù)本文提出的實時路由算法,設(shè)計了一套單點實時查詢系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠支持用戶對特定節(jié)點的實時查詢請求。該實時查詢系統(tǒng),能夠根據(jù)用戶給定的查詢請求,保證數(shù)據(jù)在一定的延遲閾值和可靠性要求內(nèi)將數(shù)據(jù)返回給用戶。實驗結(jié)果也表明了我們設(shè)計的系統(tǒng)在實時性和可靠性兩方面優(yōu)越的性