【WSN】路由算法

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【WSN】路由算法

2023-12-03 01:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

能量感知路由

能量多径路由 提出背景 传统网络经常选择跳数最小的路径进行数据传输 频繁使用同一路径导致该路径上的节点过早失效 网络被分割成互不相连的孤立部分 网络生存期短 主要思想 在源节点和目的节点之间建立多条路径 根据路径上节点的通信能耗及剩余能量,依概率选路

主要过程:

考虑了通信路径上的能量消耗以及剩余能量 路径的选择概率与能量相关 维护保持多条活动的冗余路径,可靠性增加 实现整个网络能量的平稳降级,最大限度的延长了网络的生存期 基于查询的路由

基于IP地址的访问:

      根据IP地址找到相应的节点 提供点到点的报文转发以支持传输层端到端无失真信息传输

基于内容的访问:

     根据用户的兴趣属性找到相应的节点 属性:数据特征 数据在网络协议的操作中有意义  

兴趣(Interest) Sink 下达的感知任务 需要的数据类型、目标区域数据发送速率、时间戳等包括属性,    值操作

定向扩散 Sink节点周期地通过洪泛方式广播一种被称为兴趣(Interests)的消息,告诉网络中的节点 需要搜集何种信息。 兴趣在网络中扩散的同时建立从源节点到Sink节点的路由路径 (梯度Gradients) 。通过兴趣扩散阶段建立的路径,源节点将数据消息传送到Sink节点。 Sink节点选择一条最优的路径进行强化(Reinforcement) ,后续的数据沿着这条路径传输。

梯度介绍:  

向兴趣消息的发送者的方向建立 反映路径与sink所请求的数据的匹配程度,一般梯度越大,表示该路径越适合向sink传送数据。 梯度根据应用按需设计 传输速率、链路质量、能量消耗、跳数、服务质量等 每个兴趣对应一个梯度缓冲区(Gradient cache),保存每个兴趣相关的邻居的梯度 几种梯度介绍: 探测梯度probe gradient 兴趣扩散阶段、低速采集与发送 数据梯度data gradient 路径加强阶段、高速采集

谣传路由

少量的数据需要从源节点传递到Sink节点。在这种情况下,没有必要向整个网络以洪泛的方式广播兴趣。

谣传路由:

与DD比,可以有效的减少路由建立的开销. 路径为随机生成,不是最优路径。

地理位置路由协议 每个节点知道自己在网络中的位置 确定节点位置的方法 GPS(Global Positioning System) 基于锚点的计算 用途 作为其他路由算法的辅助 直接用于路由计算

贪婪路由:  

前提: 假设所有节点都已知自己的和邻居节点的位置 需要发送数据分组到另一个位置已知的节点 主要思想 发现离目标更近的节点 向距离目标更近的节点转发数据包

右手法则绕开路由空洞:(对于贪婪转发失效的情况)

第一次以起点到终点为始边,逆时针扫描范围距离内的第一个节点

后面以节点指向上一个节点为边逆时针扫描。

GEM路由:

Sink决定整个虚拟极坐标系统的角度范围 按照比例分配给每个直接子节点 正比于以该子节点为根的子树大小 每个子节点重复比例分配过程,直到每一个叶节点被分配到一个角度范围 唯一标识一个节点

生成树:

反馈树:

上传:根据对关键字的HASH确定一个 如果目的位置的角度不在自己的角度范围内,则将消息传给父节点,父节点同样处理, 直到传递给角度范围包含目的位置的某个节点 下传:消息从这个节点下传,直到到达目标节点

网络拓扑变化:

 有问题??????

【地理位置与能量感知路由 GEAR】

网络是静态的 已知目标区域的位置信息 网络中所有节点都知道自己的位置信息和剩余能量,可通过简单信息交换机制获得邻居节点的位置信息和剩余能量 查询请求均针对一个特定区域,并且在查询请求包里包含有这个区域的信息

查询消息的选路依据 贪婪法、洪泛法 变量定义 节点(N)到监测区域(R)的距离(d) 节点本身的剩余能量(e) 估计代价(estimate cost): c(N,R)=αd(N,R)+(1-α) e(N) 实际代价(learned cost): lc(N,R)=c(Nmin,R)+ c(N, Nmin) 以贪婪算法计算下一跳节点 从邻居节点中选择到事件区域代价最小的节点作为下一跳节点 路由空洞的解决 选择邻居中代价最小的节点作为下一跳节点; 将自身代价设为:下一跳节点的路由代价+一跳通信代价 lc(N,R)=c(Nmin,R)+ c(N, Nmin) 将自身的新代价通知给邻居

优点: 结合地理信息建立路由,路由建立开销相对较低 在贪婪算法中增加了能量因素,可提高网络负载平衡 缺点: 路由空洞可能会降低路由的效率 适用的应用 地理位置固定 变化不频繁 【可靠的路由协议】 节点能量有限、失效 无线信道的不稳定性和更高的误码率 高密度部署造成信道竞争冲突 网络拥塞发生时,拥塞节点缓冲区溢出 接收节点处理不及时

【基于不相交路径的多径路由】

【缠绕多路径(braid multipath)】

【ReInForM  路由】



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