论文部分内容阅读
随着无线传感器网络的发展，为随机移动的Sink提供有效的数据交付是无线传感器网络中的重要问题。需要传感器网络能够支持向多个随时随机移动的Sink交付数据的应用需求正在急剧增加。然而当前大部分工作主要聚焦在单个静止Sink情况下的数据交付，而对存在多个随时随机移动Sink的研究相对较少。已有的工作或者依赖节点精确地理位置信息，或者需要维护庞大的树结构，能量消耗较大并且无法提供较高的数据交付成功率。本文研究存在多个随时随机移动Sink情况下的无线传感器网络多播路由路径构造及算法设计。文章首先简述移动多Sink传感器网络路由算法研究问题与现状，分析了当前基于树状结构构造的路由算法面临的问题。之后提出三种不需构建汇聚树的基于RLW（随即直线行走）模型的路径构造算法LR、XR和CR。最后通过仿真实验得出CR协议整体性能较优的结论。之后基于CR协议构造的路径，提出的三种多播路由算法SMR、PMR和FPMR算法。SMR算法原理简单，但得到的路径较长，能耗较高；PMR算法能够找到多播路由的最优解；FPMR算法针对PMR算法的时间复杂度较高的问题，提出了求解近似解的快速算法。针对Sink的移动性，文章提出了通过Sink广播序号值追踪移动Sink轨迹，最终有效交付事件数据给移动Sink的方法。文章最后对PMR、FPMR算法的性能做了理论分析以及仿真实验。通过理论分析与大量仿真实验对以上算法进行性能评价。结果表明：1）路径构造：在事件数据缓存路径与查询下发路径建立时，随着直线路径条数以及直线路径间的夹角的增加，两路径相交的成功率显著提高并且很快接近100%；能耗和路径长度都会有所增加但会逐渐趋于平稳；2）多播路由算法：在事件数据向多个移动Sink交付时，随着网络密度或者Sink数量的增加，路径合并有效百分比会逐渐增加。最后在将事件数据向移动Sink交付时，与已有的工作WARP进行了仿真实验的性能比较，结果显示，随着Sink移动速度的增加，查询成功率和查询能耗总体性能优于后者。