延迟容忍移动传感器网络中基于接收者的分阶段数据传输协议

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无线传感器网络是一类新兴的网络,它主要通过分布在区域内的传感器节点来感知收集附近的相关数据,并将数据传输到汇聚节点。收集到的数据经过处理之后,最终传输给终端用户。延迟容忍移动传感器网络是无线传感器网络中的一类特殊的网络,能够适用于具有一定延迟容忍的应用环境,如空间探索领域等。延迟容忍移动传感器网络与传统的无线传感器网络不同,主要表现在节点具有移动性,节点之间的通信具有间断性,网络的拓扑结构时刻发生变化等。由于以上这些特点,使得传统无线传感器网络中的数据传输协议已经不能适应延迟容忍移动传感器网络,因此需要提出新的数据传输协议。如何在较低的延迟以及较小的能量消耗的前提下实现较高的数据传输成功率,是延迟容忍移动传感器网络中数据传输协议考虑的重点内容之一。本文首先分析了延迟容忍移动传感器网络现有的数据传输协议各自的优缺点,然后在此基础上针对延迟容忍移动传感器网络提出了一种新的数据传输协议。这种新型的数据传输协议将数据的传输过程划分为两个阶段:数据接收阶段与数据转发阶段,分别通过节点之间的相对运动的分析以及“举手机制”来实现。与已提出的传输协议相比,本文提出的协议是基于接收者实现的。在数据的接收阶段,当发送节点发送数据时,并非所有的邻居节点都会接收数据,只有那些符合条件的节点才能接收数据,继而成为接收节点。主要根据设定的三个条件来选择数据接收节点;在接收节点选择完毕之后,立即进入数据转发阶段。在数据的转发阶段,主要工作是在接收节点中选择数据的转发节点。只有被选择成为转发节点的节点才能最终转发数据。此阶段所采取的机制称之为“举手机制”,即:节点通过自身的能量以及到sink节点的距离来计算节点的举手时间。接收节点的剩余能量越多,到sink节点的距离越近,其自身的举手时间越短,就越能首先向数据的发送节点发送请求帧,从而成为转发节点,将数据转发出去,其他节点将数据丢弃。仿真实验结果表明,通过上述两个阶段的实施,在能量消耗以及数据延迟较低的前提下,能够获得较高的数据传输成功率。
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