梯度路由算法.pptVIP

* WSNs梯度路由算法 * 研究背景 1 WSNs路由从MANET到IETF ROLL标准的转变 2 一种新型梯度路由(CEBR) 3 仿真分析 4 目 录 3 WSNs架构 目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。 传感器、感知对象和观察者构成了传感网络的三要素。 研究背景 1 * 研究背景 1 传感器节点 高冗余 * 研究背景 1 WSNs的特点 * 拓扑易 变化 应用相关 网络 规模大 自组织 WSNs 特点 以数据为中心 WSNs应用领域 军事应用 环境监测 医疗护理 智能家居 工业监控 * WSNs路由从MANET到IETF ROLL标准的转变 2 MANET的特点: 节点移动性很强 以地址为中心 首要设计目标是提高服务质量和有效带宽利用 * 用虚拟坐标替代实际坐标，在这些坐标上使用 地理位置路由 基本思想 允许资源 参数受限 适应动态 系统 适应WSNs 通信模式 低时延 可扩展 Self-Organizing Coordinate Protocols WSNs路由从MANET到IETF ROLL标准的转变 2 * Self-Organizing Coordinate Systems 局部的测量 和定位协议 Beacon Vector Routing(BVR) Vcap VCost、LTP HECTOR 地理位置路由的 位置感知成本很高 专为MP2P通信模式设计的 简单、在实际网络部署中易实施 产生的原因 在P2P通信 中的应用 梯度路由 如何推断 地理位置 WSNs路由从MANET到IETF ROLL标准的转变 2 * Gradient Routing GRAB CTP GBR RPL IETF ROLL标准化协议 完全符合IPv6体系结构 WSNs路由从MANET到IETF ROLL标准的转变 2 在基本的梯度传递方法上，基于能量的方案，节点的能量低于特定的阈值时，节点就增加他的层次，阻止其他传感节点发送数据给他。 在下行路由中使用Flooding方式发送查询分组 使用ACK分组发布能量更新信息 在下行路由中使用了专门的控制分组 没有建立sink节点到SNs的下行路由 无法支持sink节点 * GBR的缺陷 MHRR ER-MHL 额外的能量 和宽带开销 节点能量 额外消耗 CEBR (Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing) 3 * 3 选用能量和跳数作为上行路由选择 标准存在能量更新不及时、开销过大问题 2 在上行路由中使用控制分组更新 节点剩余能量信息带来额外开销 4 下行路由选择时没有考虑能量因素， 无法实现节点能耗均衡 现有基于梯度的WSNs路由算法存在的缺陷： 无法支持Sink节点的查询功能 1 CEBR (Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing) 3 * CEBR 基本思想： 采用源路由方式以较小开销建立下行路由 通过跨层信息共享实现节点剩余能量信息的发布和更新 综合使用跳数和节点剩余能量作为路由度量标准 结合了RSSI测距和功率控制机制 两个阶段 路由创建 数据分组传输 上行路由创建 下行路由创建 CEBR (Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing) 3 * 上行路由的创建 下行路由的创建 初始化：Sink节点TTL设为0，其他节点TTL设为无穷大 根据RSSI测距，计算din并保存在邻居距离表中 TTLiTTLn+1，则置TTLi= TTLn+1 TTLi=TTLn+1，则丢弃收到的上行路由创建分组 TTLiTTLn+1，不做任何处理，丢弃上行路由创建分组 CEBR (Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing) 3 * 数据分组传输 使用了1种新的路径长度度量机制——合成跳数，记为Ho 定义：Ho=TTLo+(Ei-Er)/Ei 节点选择Ho小的邻居作为下一跳 能量信息的跨层获取、发布和更新 结合RSSI和功率控制的节能机制 CEBR (Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing) 3 TTLo≤Ho≤TTLo+1 使用跨层报告功能和ACK帧携带信息的方式实现 通过RSSI测得到节点的距离，在分组发送过程中根据节点距离调整发射功率 * 性能分析： 如果传感器节点向Sink节点发送一个数据分组，CEBR在传输路径上消耗的能量小于MHRP和ER-MHL 如