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针对微型无线传感器网络的MSAODV路由协议
来源:本站整理  作者:佚名  2011-08-09 09:36:08



 1 引言

  随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟,具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器开始在世界范围内出现。由这些微型传感器构成的传感器网络引起了人们的极大关注。这种传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些信息进行处理,获得详尽而准确的信息,传送到需要这些信息的用户。本文在AODV 路由协议的基础上,提出了一种全新的路由协议—MSAODV 协议,这种路由算法适合在微型无线传感器网络上使用。

  2 MSAODV 路由算法的基本思想与算法原理

  2.1 路由算法的基本思想

  在研究了 AODV 路由协议之后,本文提出了一种全新的路由算法,这种路由算法适合在微型无线传感器网络上使用,又由于是基于AODV 路由协议之上,故称之为MSAODV(MICro-Sensor Ad-hoc On-Demand Distance Vector Algorithm)路由协议。

  无线传感器网络与传统无线移动网络有区别,无线传感器网络最关心的是整个网络的成存周期,而传统无线移动网主要关心的是网络拓扑变化情况下可靠传输质量。微型无线传感器网络中的节点具有体积小,功耗小,通信距离短等特点,他们应用的场合非常广泛,像战场敌方信息采集,森林火灾监控等,这些场合往往是一些无人区,传感器节点抛撒到这些地方再回收的可能性非常小,所以节点的功耗决定了他的使用时间。针对这些特点,MSAODV 路由算法采用了按需查询方式,他简单实用,易于扩充,协议开销小,应用了这种路由算法传感器节点大部分时间都可以处在睡眠状态,这样就延长了节点的使用时间,适合无线传感器网络的使用环境。

  2.2 MSAODV 路由算法原理

  MSAODV 路由协议算法是在AODV 路由协议的基础上改进演化而来的,他继承了AODV 路由算法的许多特点,但是又与AODV 路由协议算法有所不同。无线传感器网络的体系结构将有助于设计MSAODV 路由协议算法,图1 显示了无线传感器网络的体系结构。

  MSAODV 路由算法同样假设网络中的所有链路都是双向对称的,即某个源节点通过一条路由可以到达无线网络中的某个目的节点时,该目的节点同样也可以通过这条路由的反向路由回到源节点。MSAODV 路由协议同样是一种按需的距离向量路由协议,具有按需路由协议的特点,网络中的每个节点在需要进行通信时才发送路由分组,而不会周期性地交互路由信息以得到所有其它主机的路由:同时具有距离向量路由协议的一些特点,即各节点路由表只维护本节点到其他节点的路由,而无须掌握全网拓扑结构。

  MSAODV 路由协议中只有两种类型的消息控制帧:路由请求RREQ 和路由应答RREP。

  和AODV 路由协议一样,当源节点需要发送数据而又没有到目的节点的有效路由时,启动一个路由发现过程:向网络广播一个路由请求包RREQ,中间节点转发该路由请求,收到请求的目的节点以单播的方式向源节点返回一个RREP 包,RREP 沿着刚建立的逆向路径传输回源节点,源节点收到该RREP 包后则开始向对应目的节点发送数据。在路由请求包的正向传播过程中,网络中能收到该路由请求的节点都建立起了到源节点的反向路由,当目的节点收到路由请求而回送路由应答时,逆向路径上的节点又建立了前向路由。整个MSAODV 路由发现过程如图2 所示,a 图表示的是反向路由的建立过程,节点S 需要和节点D 通信,但是他没有节点D 的路由,所以节点S 发起到节点D 的路由请求,节点S 广播一个路由请求包,收到路由请求包的节点转发节点S 的请求,最终节点D 收到了节点S 的路由请求包,这个过程建立了节点S 到节点D 的反向路由;b 图表示的是由节点S 到节点D 前向路由的建立过程,当节点D 收到节点S 的路由请求包后,他要给节点S 回送一个路由应答包,顺着刚才建立的反向路由,应答包最终被节点S 成功接收,在此过程中节点S 又建立了到节点D 的前向路由。

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