無線傳感器網(wǎng)絡(luò)GPSR路由協(xié)議研究.pdf

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1、電子測(cè)量技術(shù)第33卷第9期網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)ELECTRONICMEASUREMENTTECHNOLOGY2010年9月無線傳感器網(wǎng)絡(luò)GPSR路由協(xié)議研究張威施偉斌(上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院上海200093)摘要:隨著定位技術(shù)的發(fā)展,基于地理位置的路由協(xié)議受到廣泛的關(guān)注與研究。分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中地理位置路由協(xié)議GPSR的特性,詳細(xì)闡述了GPSR協(xié)議中的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)及信標(biāo)發(fā)送機(jī)制,遇到路由空洞時(shí)的局部?jī)?yōu)化問題,邊界轉(zhuǎn)發(fā)中所使用的右手法則和平面拓?fù)鋱D的構(gòu)造以及邊界轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)現(xiàn)等問題。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò);空曠域;邊界轉(zhuǎn)發(fā);右手法則中圖分

2、類號(hào):TP393.04文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AResearchofGPSRroutingprotocolforwirelesssensornetworksZhangWeiShiWeibin(SchoolofOptical2ElectricalandComputerEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093)Abstract:Withthedevelopmentofpositioningtechnologies,theprotocolsbasedonge

3、ographicalroutinghavereceivedextensiveattentionandresearch.ThispaperanalyzedthefeaturesofgeographicalroutingprotocolGPSRinthewirelesssensornetwork,describedgreedyforwardingandbeaconsendingmechanismintheGPSRprotocol,anddescribedtheLocaloptimumwhenencounterroutingvoid,right

4、handruleandthestructureoftopologygraphintheperimeterforwarding,andtherealizationofperimeterforwarding.Keywords:wirelesssensornetwork;void;perimeterforwarding;righthandrule1.2信標(biāo)發(fā)送機(jī)制0引言[4]GPSR周期性地向所有鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送信標(biāo)(Beacon)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)信號(hào),來得到需要用到的鄰居節(jié)點(diǎn)的信息。該信標(biāo)信號(hào)中算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)

5、及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技包含了節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)和節(jié)點(diǎn)的地理位置信息,信標(biāo)采用廣播術(shù)等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)的方式發(fā)送,節(jié)點(diǎn)廣播域中所有的鄰居節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到該信測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,這些信息通標(biāo)信號(hào)。GPSR采用了一種隨機(jī)選取信標(biāo)發(fā)送間隔的策過無線方式被發(fā)送,并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到終端略,一個(gè)節(jié)點(diǎn)前后兩次發(fā)送信標(biāo)的時(shí)間間隔在[0.5B,1.[1]用戶,讓觀察者知道何時(shí)何地發(fā)生何種事情。隨著定位5B]上服從均勻分布,其中B為發(fā)送信標(biāo)的平均時(shí)間間隔。技術(shù)的發(fā)展,節(jié)點(diǎn)可以方便地獲得自己的地理位置信采用

6、該方法,可以降低多個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送信標(biāo)信號(hào)時(shí)的沖[2]息,地理位置路由就是以這些位置信息作為路由選擇的突率。采用周期性地發(fā)送信標(biāo)信號(hào)地方式,可以檢測(cè)到是依據(jù),并按照一定的轉(zhuǎn)發(fā)策略把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。否有鄰居節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)離或者新節(jié)點(diǎn)的加入。1.3局部?jī)?yōu)化問題1GPSR路由算法GPSR路由算法使用了貪婪轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制,貪婪轉(zhuǎn)發(fā)的最1.1基本思想大缺點(diǎn)就是會(huì)導(dǎo)致局部最優(yōu)化問題,如圖1所示。在該圖[3]GPSR(GreedyPerimeterStatelessRouting)路由算中,源節(jié)點(diǎn)為S,目的節(jié)點(diǎn)為D。在前兩跳中采用貪婪算法是使用地理位置信息實(shí)現(xiàn)路由

7、的一種算法,它使用貪婪法,數(shù)據(jù)分組到達(dá)中間節(jié)點(diǎn)F。算法建立路由。當(dāng)節(jié)點(diǎn)S需要向節(jié)點(diǎn)D轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的從圖中可以看出,雖然經(jīng)過節(jié)點(diǎn)F存在一條從S到D時(shí)候,它首先在自己所有的鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)距離D最的路徑,但由于在F傳輸范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)中,F距離目近的節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)分組的下一跳,然后將數(shù)據(jù)分組傳送給的節(jié)點(diǎn)D最近,根據(jù)貪婪算法節(jié)點(diǎn)F將選擇自己作為數(shù)據(jù)它。該過程一直重復(fù),直到數(shù)據(jù)分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)D或者分組的下一跳,這樣數(shù)據(jù)分組將不能到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)D,這就某個(gè)最佳主機(jī)。在發(fā)生最佳主機(jī)問題的時(shí)候,數(shù)據(jù)分組采是局部最優(yōu)化(Localoptimum)問題,節(jié)

8、點(diǎn)F被稱為最佳主用邊界轉(zhuǎn)發(fā)的策略來實(shí)現(xiàn)路由。機(jī)。針對(duì)這種情況,GPSR協(xié)議提出了邊界轉(zhuǎn)發(fā)#118#張威等:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)GPSR路由協(xié)議研究第9期(PerimeterForwarding)策略