无线传感器网络中的路由协议研究

无线传感器网络中的路由协议研究
近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）正在被广泛应用于工业自动化、环境监测、智能交通等领域，成为新一代信息化技术的重要组成部分。

在WSN中，路由协议是数据传输的关键。

因此，无线传感器网络中的路由协议研究
备受关注。

一、路由协议的定义和分类
路由协议是指在一定的路由算法和路由协议信令的基础上，为
数据在网络中寻找目的地址并传输的一种协议。

根据其设计的目
的和方法不同，路由协议可分为集中式和分布式两种。

集中式路
由协议将网络中的路由计算统一由中央节点完成，然后将路由表
分发给其他节点。

分布式路由协议则是将路由计算过程分散到每
个节点，并通过节点间的通信实现路由信息的交换。

在WSN中，采用分布式路由协议的情况比较普遍。

根据具体的路由算法不同，路由协议又可分为无层次、平面层
次和分层三种。

无层次路由协议没有明显的层次结构，每个节点
都可以进行路由计算和信息交换。

平面层次路由协议将网络分为
若干平面，每个平面内的节点路由计算方式相同，不同平面间的
节点需要交换路由信息。

分层路由协议则将网络划分为若干层次，
每个节点只在本层次内进行路由计算，通过层间协作实现信息传输。

二、套路协议的性能指标
路由协议的优劣可以通过一系列性能指标来评价。

主要包括：
1. 能耗：WSN中的节点往往是由一小块电池供电，因此能耗是路由协议性能评价的重要指标之一。

2. 延迟：WSN中经常要求实时性很高，因此数据的运输时间成为了路由协议性能的重要方面。

3. 数据传输可靠性：WSN中节点的故障率较高，同时因为环境受到各种干扰，数据包丢失或重传的情况较为常见。

因此，保证数据传输可靠性是路由协议的重要目标。

4. 网络拓扑结构：路由协议的设计包括网络拓扑结构的策略，如何将路由表分发到各个节点，拓扑结构的影响因素有节点通信距离、信道带宽等。

三、常见的路由协议
1.LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：LEACH是WSN中应用性最广泛的集群协议，它采用分层结构以及分簇的方式降低整个网络的能耗，并利用定期轮换簇的方法来防止单个节点过早的能量耗尽。

2.TORA（Temporally-Ordered Routing Algorithm）：TORA是
一种分层路由协议，它通过建立自组成的拓扑结构，自适应更新
路由信息，进行满足多重目标的数据传输，同时其重传机制也很
灵活。

3.AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector）：AODV是一
种无线自组网中的分布式路由协议。

它采用基于需求的路由发现
机制，只在需要时建立路由，从而避免了维护路由的开销，同时
由于具有适应性的路由机制，使得其在移动容易的无线传感器网
中运行得非常良好。

四、路由协议研究方向
1. 路由协议的能耗优化：考虑到传感器网络的特点，目前的WSN的路由协议需要以能源消耗最小化为优化的目标。

2. 路由协议的可靠性研究：对于频繁断链的无线传感器网络，
研究路由协议的可靠性，保证数据的传输尽可能地连续，是非常
重要的。

3. 路由协议的实时性研究：对于一些应用场合，数据的实时性
非常重要，因此需要设计能够实时传输数据且延迟小的路由协议。

4. 基于距离和方向的路由协议：由于无线传感器网络中的节点
的特殊性，距离和方向的信息非常重要，因而在路由协议的设计
中需要考虑到这些因素。

总之，无线传感器网络中的路由协议研究对于WSN的优化和发展至关重要，应该引起越来越多的学者和研究者的关注。