無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中支持實(shí)時(shí)查詢(xún)的實(shí)時(shí)路由協(xié)議.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的許多應(yīng)用都需要實(shí)時(shí)通信,但是由于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)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(shí)時(shí)路由的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。特別是在周?chē)h(huán)境的干擾和噪聲很?chē)?yán)重的情況下,無(wú)線(xiàn)信道的質(zhì)量還會(huì)激烈的波動(dòng)。但是,到目前為止,還沒(méi)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(shí)時(shí)性和可靠性。因此,本文主要從鏈路不可靠性的角度對(duì)

2、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)路由進(jìn)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(shí),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(jì)了一種新的實(shí)時(shí)路由協(xié)議RSPEED。在RSPEED中,利用轉(zhuǎn)發(fā)可靠性表示節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的概率,并以此保證路由的實(shí)時(shí)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(shí),還能在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上通過(guò)權(quán)衡傳輸延時(shí)與傳輸可靠性,從而獲得更

3、高的傳輸成功率。實(shí)驗(yàn)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(guò) deadline的數(shù)量,特別是當(dāng)信道非常差時(shí),我們的方法在性能上比SPEED高出20％左右。
　　其次,考慮到無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量是受限的,本文提出了一種通過(guò)限制重傳來(lái)達(dá)到能量高效的可靠實(shí)時(shí)路由。本文提出的算法能夠在給定一條已知的路徑時(shí),通過(guò)確定每跳鏈路的重傳次數(shù),使最大化路徑在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性前提下包發(fā)送成功的概率。另外,通過(guò)理論分析證明,本文提出的算法

4、能夠在多項(xiàng)式的時(shí)間內(nèi)得到最優(yōu)解。最后,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的算法的優(yōu)越性,能在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的前提下優(yōu)化路徑上的包發(fā)送成功的概率,進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)路由的實(shí)時(shí)性和可靠性。
　　最后,根據(jù)本文提出的實(shí)時(shí)路由算法,設(shè)計(jì)了一套單點(diǎn)實(shí)時(shí)查詢(xún)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠支持用戶(hù)對(duì)特定節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)查詢(xún)請(qǐng)求。該實(shí)時(shí)查詢(xún)系統(tǒng),能夠根據(jù)用戶(hù)給定的查詢(xún)請(qǐng)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(hù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明了我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性和可靠性?xún)煞矫鎯?yōu)越的性