2011级通信新技术讲座安排.doc

摘要最近在无线电方面的发展使得能推动低价的传感网络的发展。这个传感网络可以应用到多种应用领域（健康，军事，家庭等）。但运用在这些领域上，还有很多不同的技术难题亟待解决。就目前传感器网络是本文中捕获,他的解决方案仍基于协议层部分。在这个领域当中，这个文本也指出了一些开放性的探索方法去发现一些新的有趣的东西。介绍最近在无限电方面的发展使得低价格，低功耗，多功能的传感节点得以发展。他们非常小并且可以在短距离交流上游刃有余。这些小的传感器节点由传感，数据以及通信组件组成，且运用于传感网络。传感网络在传统的传感技术上是一个极其有意义的发展。传感器网络是由大量密集的传感器节点部署在现象或非常接近它。传感器节点的位置不需要设计或预定的。这允许随机部署在难以接近的地形或救灾行动。另一方面,这也意味着传感器网络协议和算法必须具备自组织能力。传感器网络的另一个特色是传感器节点的合作努力。传感器节点配备机载处理器。而不是原始数据发送给节点负责融合,他们使用本地处理能力进行简单的计算和传输所需的和部分数据处理。上面描述的特性确保传感器网络的各种应用程序。一些应用领域健康、军事、和家庭。例如,在军事的快速部署,自组织和节点高传感网络使他们有前途的传感技术用于军事命令控制,通信,计算机,英特尔监视、侦察和目标系统。健康,也可以部署传感器节点监测患者和协助患者禁用。其他一些商业应用包括管理库存,监控产品质量,和监控灾区。实现这些和其他传感器网-工作应用程序需要无线ad hoc网络技术工作。虽然很多协议和算法已经提出了秩序一对无线ad hoc网络,他们不适合独特的特性和应用,传感器网络的要求。插图把这一点上,传感器网络之间的差异和特设网络：传感器网络中传感器节点的数量,工作可以几个数量级高于节点在一个特设网络。传感器节点部署密集。传感器节点很容易失败。传感器网络的拓扑变化频繁。传感器节点主要使用广播沟通模式,而大多数特设网络是基于点对点交流。传感器节点有限的权力,计算的能力,和记忆。传感器节点可能没有全球认证(ID),因为大量的开销和大量的传感器。许多研究人员目前正在从事猛击们满足这些需求的方案。在本文中,我们目前的调查协议和算法提出了传感器网络工作迄今为止。我们的目标是提供一个更好的理解- - -荷兰国际集团(ing)在这个新兴领域当前研究的问题。我们也尝试调查提前设计约束和大纲使用某些工具来满足设计目标。本文的其余部分组织如下。我们讨论沟通技术上的传感器网络的因素以及影响传感器网络的设计。我们,能提供一个详细的调查目前提议的物理、数据链路、网络、运输、和应用程序层。然后,我们共同包含我们的文章。传感网络的交流结构传感器节点通常是分散在一个传感器保真度图1所示。这些分散的传感器节点有能力收集数据和数据路由到水槽里。数据由多次反射路由回水槽架构从水盆里过去,如图1所示。水槽可能与任务管理器互联网或卫星通信。传感器网络的设计是图1所描述的许多因素所影响的,包括容错、可伸缩性、生产成本,操作环境中,传感器网络拓扑结构、硬件限制,传输媒体,和功耗。设计因素设计因素是许多研究者提出本文调查。然而,这些研究都没有一个完全集成视图的所有因素传感器网络和传感器节点的设计。这些因素很重要,因为它们作为准则来设计传感器网络的协议或算法工作。此外,这些影响因素可以用来比较不同的方案。故障容差-一些传感器节点可能失败或被阻塞由于缺乏力量,或物理伤害或环境干扰。传感器节点的故障不会影响整个传感器网络的任务。这是可靠性和容错问题。断层托勒-状态是能够维持传感器网络功能没有任何中断由于传感器节点失败1,2。可靠度R k(t)或一个传感器节点的容错建模2使用泊松分布来捕获的概率没有故障时间间隔内(0,t):R k(t)= e -k t (1)克义斯传感器节点的失败率的手的时间段。可伸缩性传感器节点部署在研究这一现象的数量可能在数百或数以千计的顺序。,这取决于应用程序的数量可能会达到一个极端的价值数百万美元。新计划必须能够处理的节点数量。他们还必须利用高密度的传感器网络。密度的范围可以从一些传感器节点几百传感器节点在一个地区,直径小于10米。密度可以计算根据3(R)=(N R2)/一个(2)在Nis地区分散的传感器节点的数量,和无线电传输范围。基本上,(R)的数量给每个节点的传输半径区域内的节点。生产成本因为传感器网络由大量传感器节点组成,单个节点的成本是非常重要的证明网络的总成本。如果的成本网络是更昂贵的比部署秩序一对传感器,传感器网络不是价格满意。因此,每个传感器节点都保持低成本。最先进的技术,允许将蓝牙无线电系统创新不到10美元4。此外,网关的价格目标是不到1美元。森的成本琼节点应该远低于1美元为了传感器网络是可行的。蓝牙无线电的成本,这是一种低成本的设备,甚至10倍价格比目标价格问题做一个传感器节点。四个基本组件,如无花果所示。2:传感单元、处理单元、传送单位和动力装置。他们也可能有额外的依赖于应用程序的组件,比如位置发现系统,发电机,动装置。传感单元通常是由两个单元:传感器和模拟数字完全 (adc)。产生的模拟信号传感器根据观察到的现象是由ADC转换为数字信号,然后送入处理单元。处理单元,它一般是与一个小存储单元,管理程序,使传感器节点与其他节点进行分配的协作感知任务。一个收发器单元的节点连接到网络。最重要的一个组成部分森琼节点动力装置。力量单位可能支持的力量清除太阳能电池等单位。还有其他的子单元依赖于应用程序的。大多数的传感器网络工作路由技术和遥感任务需要的位置射门角度- cy高知识。因此,它是很常见的,一个传感器节点位置找到系统。有时动装置可能需要移动传感器节点时需要执行分配的任务。节点是连接所有这些单元可能需要适应一个火柴盒大小模块5。所需的大小可能是小于一个立方厘米。6,光足以保持悬浮在空中。除了大小之外,还有一些其他的悬垂绅士为传感器节点约束。这些节点必须7消耗极低功率,在体积密度高、运营成本低生产红外或光学,是可有可无的,自治,无人操作,是适应环境。传感器网络拓扑数以百计几个成百上千的节点部署在传感器领域。他们被部署在数万英尺的5。节点密度可能高达20节点/米38。传输节点部署大量的人口需要仔细处理拓扑。我们检查相关问题的拓扑维护和三个阶段的变化: 预部署和部署阶段:传感器节点可以做为一个质量或放置在传感器领域一个接一个。他们从一架飞机可以通过降低部署,交给用户在一个炮弹,火箭或导弹,把一个接一个的人类或机器人。部署后阶段:部署后,拓扑变化是由于传感器节点的变化5的位置,可达性(由于堵塞明、噪声、运动障碍,等等),可用能源,故障,和任务的细节。重新部署阶段:额外的节点可以随时重新部署额外的传感器节点替换故障节点或由于任务动态的变化。环境传感器节点密集部署非常接近或直接在被观察到的现象。因此,他们通常在远程无人值守工作的地理区域。他们可能在大型机械的内部工作,在海洋的底部,在生物或化学污染的领域,在敌后战场之外,在家庭或大型建筑。传播媒体多次反射传感器网络,通信节点由无线介质有关。这些链接可以由无线电、红外线或光学媒体。使水珠艾尔操作这些网络,选择反式-任务中必须在全球范围内可用。当前的硬件传感器节点是基于射频电路设计。安培无线传感器节点8中描述使用蓝牙 2.4 GHz收发器集成频率合成器。9中所述的低功耗传感器设备使用一个单通道射频传输,运行速度为916 MHz。无线集成网络传感器(赢得)架构6也使用无线电通信链接。传播媒体多次反射传感器网络,通信节点由无线介质有关。这些链接可以由无线电、红外线或光学媒体。使水珠艾尔操作这些网络,选择反式-任务中必须在全球范围内可用。目前传感器节点的硬件基于射频电路设计。安培无线传感器节点8中描述使用蓝牙射频 2.4 GHz收发器集成频率合成器。9中所述的低功耗传感器设备使用一个单通道射频传输,运行速度为916 MHz。无线集成网络传感器(赢得)架构6也使用无线电通信链接。美军陆军节间的另一个可能的模式。在传感器网络通信是通过红外线。红外通信是无物理和健壮的电子干扰设备。另一个有趣的发展,智能尘控7,这是一个自治的传感、计算阳离子系统使用的光学介质传播。红外和光学要求发送方和接收方之间的视线。功耗无线传感器节点,成为微电子设备,只能配备有限的电源( 0.5啊,1.2 V)。在某些应用场景,电力资源的补充可能是不可能的。因此,传感器节点生命周期显示了强烈的依赖电池寿命。在多次反射特定的传感器网络中,每个节点中数据发起者和数据路由器的双重角色。几个节点的故障可能会导致重大的拓扑变化和可能需要重路由网络的数据包和重组。因此,电源保护和电源管理承担额外的资源例如正是因为这些原因,研究人员目前专注于节能的设计对传感器网络协议和算法。一个传感器节点的主要任务在传感器领域是检测事件,执行本地数据快速处理,然后传输数据。力量完全信以为真因此可以划分为三大类:传感、通信和数据处理。协定堆使用的协议栈水槽和传感器节点图1所示图3中给出。这堆栈协议结合力量和路由意识到洛克,集成了数据和网络协议,有效地沟通能力更少的媒介,通过导线和促进传感器节点的合作努力。协议栈包括物理层、数据链路层,网络层,反式-港层、应用程序层、电源管理平面,移动性管理飞机,飞机和任务的人管理。物理层地址需要的简单但强大的调制解调,和接收技术。自环绕,是嘈杂和传感器节点可以移动、介质访问控制(MAC)协议必须节能,能够减少碰撞与邻居的广播。网络层负责路由传输层提供的数据。传输层有助于保持的数据流,如果传感器网络应用程序需要它。根据传感任务,可以构建不同类型的应用软件,在应用程序层上使用。此外,电力,移动,任务管理,飞机监控力量,运动,在传感器节点和任务分配。这些飞机帮助传感器节点协调感应器国际集团(ing)的任务和更低的整体功耗。电源管理平面管理一个传感器节点如何使用它的力量。例如,传感器节点可以关掉后接收机发射荷兰国际集团(ing)的消息从一个邻居。这是为了避免重复的消息。另外,当传感器节点的功率电平低,传感器节点广播其邻国低功率,不能参与路由消息。剩余的权力留给传感。移动性管理平面检测和注册的移动传感器节点,所以路线回到用户总是维护,和传感器节点可以跟踪他们的邻居传感器节点是一个怎样的人。通过了解谁是你的邻居传感器节点,传感器节点可以平衡他们的权力和任务使用。任务管理飞机平衡和任务传感任务给一个特定的地区。并不是所有的传感器节点在该地区被要求执行传感任务在同一时间。因此,一些传感器节点执行任务比其他人更取决于他们的权力利益的水平。这些管理需要飞机,传感器节点可以一起工作在一个权力有效的方式、路线数据在移动传感器网络工作,以及传感器节点之间共享资源。物理层物理层负责频率选择、载波频率,信号检测、调制和数据加密。迄今为止,915 MHz的工业、科学、和物理层基本上是未知的区域医疗(ISM)乐队被广泛建议传感器网络。传感器网络的开放研究问题的范围。频率生成和从低功耗收发器设计模拟信号检测,下有更多的与计划: 这些问题,重要的是,设计师已经意识到内在的多样性和利用。例如,多次反射通讯,在传感器网络可以有效地克服阴影和路径损耗的影响,如果节点窝里见面是足够高的。同样,尽管传播损失和通道容量限制数据的可靠性,这一事实可以用于空间频率网络层重用。节能物理层的解决方案目前正在追求的研究人员。虽然有些话题一直在解决文学,它仍然是一个很大的未知的领域的无线传感器网络现有的一些想法的讨论。一个好的调制方案的选择是至关重要的传感器网络的可靠通信。二进制和多状态调制方案相比在8。尽管多状态方案可以减少传输准时发送多个比特/符号,它导致复杂的电路和无线电功耗增加。制定本权衡参数8,显性,得出在启动必须条件,二进制调制方案更节能。低功耗直接序列扩展频谱调制解调器传感器网络架构提出了11。这种低功耗架构可以被映射到一个专用集成电路(ASIC)技术,进一步提高效率。或脉冲无线电超宽带(UWB)(IR)已经被用于基带脉冲雷达和响了系统,和最近吸引了相当大的通信应用,特别适用于室内无线网络。超宽频采用基带传输,因此不需要国际调解或无线电载波频率。一般情况下,脉冲假定超宽频的主要优点是其弹性多路径12。传动功率低、简单的环路设计让UWB更具吸引力。开放的研究问题物理层负责频率参议员传感器网络。选择、载频代信号超出了我们的范围。在符合调制方案需要开发降低讨论,我们关注传感器网络信号。调制的影响,功率效率,可以是基带调制方案,在超宽频,传感器网络的方案。或通频带。调制方案简单的低功耗调制方案对传感网络开发的需要，可以是基带调制方案在超宽频火通频带上的调整。策略来克服信号传播众所周知,长距离无线影响沟通很贵。硬件方面的设计:小,低功耗,低成本的能源和实现的复杂性。收发器、感应和处理单元设计需要。功耗小等困难-器皿管理策略也埃森f一些策略管理操作的频率,减少开关-。荷兰国际集团(ing)的力量,并预测在处理器上负载工作。数据链路层数据链路层负责数据流的多数据帧检测、介质访问和错误控制。它确保可靠性,可以点对点和点对多点连接通信网络中。自组织的后两部分,我们将讨论一些传感器网络中访问和错误控制策略。媒体访问控制第一个是在无线MAC协议多次反射自组织传感器网络必须实现两个目标。首先是建立网络的网络基础设施。由于成千上万的传感器节点是人口分散在传感器领域,MAC方案必须建立通信链路数据传输。这形成所需的基础设施无线通信跳了跳,给传感器网络自组织能力。第二个目标是相当有效和有效率地分享之间的通信资源共享传感器节点。原因不能使用现有的MAC协议它已经在早些时候强调交会的那本小说需要协议和算法能够有效地解决独特的资源。森-琼网络的约束和应用程序需求。为了说明这些限制的影响,让我们仔细看看苹果计划在其他无线网络和分析他们为什么不能采用传感器网络工作场景。在蜂窝系统中,基站有线主干形式。一个移动节点只有一个跳离最近的基站。MAC协议在这些系统的主要目标是本文锡安的高服务质量(QoS)和带宽度的效率。次要力量保护假定只有从基站有无限的电源和移动手机用户可以补充耗尽的电池。因此,媒介访问总是倾向于一个专门的资源分配策略。这样一个访问计划是不切实际的传感器网络由于没有中央控制代理的基站。这使得网络同步一项艰巨的任务。此外,林中生涯功率效率直接影响使用者网络在传感器网络生命周期蓝牙移动ad hoc网络(MANET)可能是最亲密的同伴sen -琼网络。蓝牙是一种无线短程无线系统旨在取代电子与射频连接用户终端之间的电缆。蓝牙拓扑是一个明星工作在一个主节点可以有7从节点无线连接形成一个微微网。每个微微网使用集中分配的时分多址(TDMA)时间表和跳频图案。传动功率的费用大概都在每部20 dBm和反式-任务的范围是数十米。MANET的MAC协议已经形成的网络基础设施和主要的任务面对流动性。因此,革命制度党玛丽的目标是提供高质量的移动条件下。尽管节点便携式电池供电的设备,它们可以被用户所取代,因此权力使用只是次要的。相比这两个系统,传感器网络可能有更多的节点。传动功率( 0 dBm)和无线传感器节点的范围远低于那些蓝牙或马奈。在传感器网络拓扑变化频繁,可以归因于两节点移动性和失败。迁移率也可以将远低于马奈。从本质上讲,主电源保护的重要性来延长网络的生命周期在一个传感器网络意味着没有现有的蓝牙或马奈MAC协议可以直接使用。为传感器网络MAC迄今为止,固定随机介质访问被提出(9、13)。Demand-based MAC计划可能不适合传感器网络由于其大消息传递开销和链接设置延迟。实力来讲,是通过使用节能加工下模式,而是应答超时,尽可能。一些提议的MAC协议进行了讨论。自组织传感器网络介质访问控制(SMACS)和屋檐drop-And-Register(EAR)算法SMACS协议13达到网络启动和连接层组织,和耳朵算法使移动节点的传感器网络无缝连接。SMACS是一个基于基建的协议,它允许节点发现他们的邻居和建立传输/接收时间表进行通信而不需要任何本地或全球主节点。在这个协议,发现和信道分配相结合,听到他们所有的邻居节点的时候,他们就会形成一个共同网络。通信链路由一对时段操作在一个随机选择的,但固定频率(或频率跳- ping序列)。这是一个可行的选项在森-琼网络,由于可用带宽远远高于传感器节点的最大数据速率。这种方案可以避免网络带宽同步的必要性,尽管交流邻居需要时间同步子网。权力保留通过使用一个随机唤醒调度在连接阶段和在空闲时段关闭收音机。耳朵协议13试图提供持续服务到移动节点移动和静止的条件下。这里,移动节点假定连接的完全控制,过程也决定何时连接下降,从而最小化消息开销。SMACS耳是透明的,所以SMACS功能之前,移动节点的引入到网络。在这个模型中,网络被认为是主要是静态的,也就是说,任何移动节点有一个固定的数量节点在其附近。这样的时间分配方案方法的一个缺点是成员的可能性已经属于不同子网可能永远不会得到连接。CSMA-Based介质访问一个载波监听多路访问(CSMA)的MAC方案传感器网络提出了9。传统CSMA-based计划被认为是不恰当的,因为他们都使基础假设随机分布式交通和倾向于支持独立的点对点的流动。相反,传感器网络的MAC协议必须能够支持变量高度相关和周期性居多的流量。任何CSMA-based介质访问计划有两个重要组成部分补偿方案。报道和基于模拟9,常数lis - 10期节能,和介绍相应的随机延迟提供鲁棒性对反复碰撞。固定窗和二进制指数降低补偿方案建议维持比例公平洛克在网络。相变在应用程序级别也主张克服任何捕获效果。提出了这项工作,成功沟通的单位能源消耗能源效率的可以作为很好的指标。一个自适应传输速率控制(电弧)计划,达到平衡利率中获得公平的原始和route-thru交通也9中讨论。这将确保节点接近接入点不喜欢那些内心深处到网络上。电弧控制节点的数据发放速率以允许路径交通传播。进步的信号机制用于通知节点降低数据源自率。弧使用线性增加和减少乘法的方法。而线性增加导致更积极的通道乘法减小控制反式-任务失败的惩罚。以来下降路径交通成本,相关处罚小于原始数据反式-任务失败。这将确保路径流量。这个方案的计算性质使得它比握手更节能和使用无线电通讯方案。弧也试图减少隐藏节点问题的多次反射网络常数- ly调整传输速率和执行阶段的变化,以便定期流不太可能多次发生冲突。混合TDMA / FDMA-Based这集中控制MAC方案介绍了8。在这部作品中,效果不理想的物理层电子设计的MAC协议对传感器网络调查。系统被认为是由能源通信的传感器节点附近的一个高功率基站( 10 m)。具体的卡莉,机器监视应用程序的传感器网络延迟的力量需要被认为是严格的数据,和混合TDMA频率多路访问(FDMA)介质访问计划。而纯粹的TDMA方案致力于完整的乐队宽度单个传感器节点,一个纯粹的FDMA计划分配最小信号带宽每个节点。尽管纯TDMA方案最小化transmit-on时间,并不总是首选由于时间同步成本有关。分析公式8中找到最优的渠道使系统能耗最低。这决定了混合TDMA-FDMA计划使用。选择性发现频道的数量取决于比能耗的反式-米特的接收器。如果发射机消耗更多的权力,TDMA方案被看好,而方案倾向于FDMA当接收机消耗更大的权力。得到更深的洞察的特征和有效性为传感器网络MAC协议,我们提出一个定性概述在表1。它还充当一个可比较评价指标的一些MAC方案提出了迄今为止在文学。列标题为传感器网络细节旨在说明这部小说和重要功能的传感器网络的这些计划,使他们的应用程序域。他们存在偏差和差异从传统的MAC方案,自己将不适用。我们还概括了如何每种方案达到功率效率。节电模式操作无论哪种类型的介质访问计划是用于传感器网络,它一定要支持的操作传感器节点的节能模式。电源保护的最明显的方式就是关掉收发器时,它不是必需的。虽然这似乎提供了重要的能源节能方法,不能被忽视的一个重要的一点是传感器节点使用短数据包通信。正如前面解释的部分,越短包,启动能源的主导地位。事实上,如果我们盲目地关掉收音机在每个空转插槽,在一段时间内,我们可能会耗费更多的能量比收音机已经离开。结果,操作在一个节能节电模式只有在时间模式比并不总是一定的阈值。可以有很多有用的模式操作的无线传感器节点,根据数量的微处理器、内存、a / D转换器和收发器。这些模式可以以其功耗和延迟开销,这是权力和从该模式的过渡。动态能力的人管理方案讨论了无线传感器网络在145节电模式提出了和过渡政策调查。阈值时间发现取决于过渡时间和单独的功耗模式的问题。错误控制数据链路层的另一个重要功能是传输数据的误差控制。两个重要的错误控制模式在沟通网络转发错误,(FEC)和自动重发请求(ARQ)。多次反射传感器网络环境中ARQ的有用性是有限的,由额外的传输能量消耗和头上。另一方面,解码复杂,更在选举委员会需要建在自纠错功能。考虑到这一点,简单的错误控制编码低编码和解码为传感器网络可能目前最好的解决方案。在以下小节中,我们简要回顾一下在传感器网络的基本设计考虑选举委员会。前向纠错链接的可靠性是一个重要的参数在任何无线网络的设计,而且在传感器网络的作品,由于不可预知的和恶劣的自然通道中遇到各种应用场景。的一些应用程序像移动轨迹和机器数据精度高。信道误比特率(BER)是一个很好的链接的可靠性指标。信道估计可以直接证明是成正比的同波尔率R砂成反比的接收信噪比(信噪比)(E s / N0)和发射机功率P。可靠的数据通信可以通过增加提供输出传输功率(P)或使用合适的选举委员会。由于传感器节点有限的电力资源,前者选择是不可行的。我们因此向选举委员会。可以实现一个给定的误码率较低传输权力使用选举委员会。然而,我们必须考虑到额外的处理能力,编码和解码。这一过程荷兰国际集团(ing)权力来自有限的节点所拥有的资源。这可能是传感器网络的关键,尽管它可以在其他无线网络的大小可以忽略不计。如果关联- ed处理能力大于编码增益,能源利用率低的整个过程。在8,频率非选择性,假设慢瑞利衰落信道和卷积代码是用于选举委员会。结果表明断言年龄每有用的能源消耗有点显示了指数增加约束长度的代码的代码,是独立的。此外,还发现,选举委员会通常是低效的,如果使用微处理器解码执行,和机载专用范植伟- bi建议解码器。我们所知,其他编码方案仍unex探讨。简单的编码技术,使容易解码可能存在一个传感器网络的节能解决方案。开放的研究问题尽管一些介质访问计划提出了传感器网络,链路层协议研究设计在很大程度上仍然开放。关键的开放研究问题包括:移动传感器网络:MAC pro -构成SMACS和耳朵13只在静态传感器网络主要表现良好。假设一个移动节点的连接方案有许多静态节点的邻居。这些算法必须改善处理更广泛的移动传感器节点和目标。流动性问题、航空遥感和补偿机制CSMA-based计划仍很大程度上是未知的。确定下界的传感器网络自组织所需的能源错误控制编码方案:错误控制是极其重要的在一些传感器网络的工作原理和移动应用程序跟踪和机监控。卷积编码的影响被认为是8。其他错误控制方案在传感器网络的可行性需要作进一步的探讨。节电模式操作:延长网络生命周期,一个传感器节点必须进入时间的减少活动运行时宁低电池供电。的enumera,和产品化管理这些节点研究开放。有些想法14中概述。网路层传感器节点分布密集的领域内接近或现象,如图1所示。正如在第一部分所讨论的,特殊的多次反射无线传感器节点和水槽节点之间的路由协议是必要的。传统的特设路由技术通常不符合要求的传感器网络,由于前面解释的原因。传感器网络的网络层通常是根据以下设计原则:功率效率始终是一个重要的缺点电灼疗法。主要以数据为中心的传感器网络。数据聚合是有用的只有当它不阻碍传感器节点的协作努力。一个理想的传感器网络属性的寻址和位置识别。节能路由可以找到基于可用的电力(PA)所需的节点或释放埃拉- gy()沿着线路传输的链接。在图4中,节点是源节点感官的现象。它有以下可能的路线与水槽:路线1:Sink-A-B-T,PA = 4,总总= 3路线2:Sink-A-B-C-T,PA = 6,总总= 6路线3:Sink-D-T,PA = 3,总总= 4路线4:Sink-E-F-T,总PA = 5,总= 6节能路线选择下列方法之一。最大PA路线:马克西的路线妈妈总PA是首选。总PA 累加法沿线的每个节点的私人助理。基于这种方法,选定路线2是图4。然而,路线2包括路线1中的节点和一个额外的节点。因此,尽管它有一个更高的总PA,它不是省电。因此,重要的是不要考虑路线派生通过扩展路线,可以将传感器节点连接到水槽作为替代路线。消除线路2,我们选择路线4作为低功耗路由当我们使用最大的方案。最低能量(ME)路线:最低能量消耗的路由传输水槽和传感器节点之间的数据包是ME的路线。如图4所示,1是ME的路线。最小跳(MH)路线:使最小的路由跳达到水槽是pre -转让。路线3在图4是基于这个方案最有效的途径。注意,ME计划选择相同的路线MH时(即相同数量的能量。,所有是相同的)是用于每一个环节。因此,当节点广播与相同功率级没有任何权力控制,MH就相当于ME。最大最小PA节点路由:最低的路线以及PA大于最小PAs的其他路线者优先。在图4中,路线3是最有效率-字母系数和路线1是第二个最有效。这个方案排除了使用一个传感器节点的风险较低的爸爸比其他人更早,因为他们是一个路由节点上有很高的私人助理。另一个重要问题是,路由可能基于以数据为中心的方法。以数据为中心的路由、兴趣传播每-传感任务分配形成的传感器节点。有两种方法用于国际米兰传播:接收广播兴趣5,传感器节点广播的宣传,可用数据15,等待一个请求从感兴趣的节点。以数据为中心的路由需要属性的命名的1。基于属性的命名、用户查询一个更感兴趣荷兰国际集团(ing)单个节点。例如,“地区温度超过70F”比“更常见的查询温度读取某个节点。“基于属性的命名是用来进行查询使用现象的属性。属性的命名也提供让广播属性的多播重要的传感器网络。数据聚合技术用来解决内爆和重叠问题data-cen - tric路由15。在这种技术中,一个传感器网络工作通常被视为反向多播树,如图4所示,水槽要求传感器网络,传感器节点报告环境条件的现象。数据来自多个sen -琼节点聚合好像他们是同一现象的属性时,达到相同的路由节点的路上回水槽。例如,传感器节点E聚集数据从传感器节点A和B,而传感器节点F聚集数据从传感器节点C水槽节点. 节点和D,如图4所示。数据聚合可以被视为一组自动化相结合的方法来自许多传感器节点的数据为一组有意义的信息16。在这方面,数据聚合被称为数据融合15。聚合数据时必须小心,因为数据的细节(如。报告的位置传感器节点)不应该被排除在外。这些细节可能需要由特定的应用程序。网络层的另一个重要功能是提供与外部网络等其他传感器网络网络互连,com需求和控制系统,和互联网。在一个场景中,水池节点可以作为网关到其他网络。另一个场景是创建一个骨干通过水槽节点连接在一起,使这个支柱通过网关访问其他网络。提供洞察当前网络层研究,我们将讨论不同的方案提出了传感器网络这一节的其余部分。小的最低能源通信网络开发一个协议在17,计算一个节能的子网,即迷你妈妈能源通信网络(MECN),当一个通信网络。一个叫做小MECN的新算法(SMECN)pro -18也造成提供这样一个子网。子网(即。子图)由SMECN小于一个由MECN如果广播电视台周围地区循环对于一个给定的功率设置。子图Gof图G,代表sen -琼网络,最大限度地减少能源使用满足下列条件:Gis的边缘低于G同时包含MECN用来构建子网。利用极小能量属性,这样的节点之间利用极小能量路径在子图G存在uand每一对(u,)的节点连接在G。洪泛法洪水是一个古老的技术,也可以用于传感器网络的路由。在洪水中,每个节点接收数据或管理包- et重复播放,除非最大跳数达到包或包的目的地节点本身。洪水是一种活性技术,它不需要昂贵的拓扑维护和丛路由发现算法。然而,它也有一些不足,如15:内爆:内爆的情况下复制消息被发送到相同的节点。例如,如果传感器节点N的邻居传感器节点,传感器节点的邻居也B,B传感器节点接收传感器节点发送的消息的。重叠:如果两个节点共享相同的荷兰国际集团(ing)地区,他们可能感觉相同的刺激在同一时间。因此,邻居节点收到重复的信息。资源失明:洪水协议没有考虑可用的能源资源。一个能源意识到协议必须考虑可用的能量。闲聊法派生的洪水是闲聊19节点不广播但传入的数据包发送到随机选择的蜂鸣器。一个传感器节点随机选择一个邻国发送数据。一旦你的邻居节点接收数据,就随机选择另一个传感器节点。尽管这种方法避免了内爆问题,刚刚在任何节点消息的一个副本,需要很长时间将消息传播到所有感应节点。传感器通过谈判协议的信息家庭自适应协议称为传感器通过谈判协议信息(SPIN)15旨在解决频率适应和资源适应的属地。自旋的家庭主要关口设计基于两个基本理念:森-琼节点更有效地运作,节约能源通过描述传感器数据的发送数据,而不是发送所有数据;例如,图像和传感器节点必须监控能源资源的变化。自旋有三个类型的消息,订购,要求和数据。发送一个数据消息之前,传感器节点广播一个订购消息包含一个描述符(即。元数据)的数据,如步骤1所示图。4 c。如果一个邻居对数据感兴趣,它发送一个请求消息的数据和数据。发送到这个邻居传感器节点,如步骤2和3所示图。4 c,分别。马嘶声- bor传感器节点然后重复这个过程,如在步骤4中,5、6的图4 c。因此,传感器节点在整个传感器网络工作感兴趣的数据副本。注意,旋转是基于以数据为中心的路由15,可用数据的传感器节点广播广告,等待接收要求感兴趣。连续分配路由在13,一组算法,执行组织形式自下而上,在传感器网络管理和流动性管理业务。SMACS是一个分布式的协议,使传感器节点的集合来发现他们的邻居和建立传输/接收时间表而不需要中央的人管理系统耳朵算法的目的是支持无缝移动节点的互连。耳朵算法是基于信息和注册邀请固定的节点通过移动节点。特区算法创建多个树,每棵树的根是一个one-hop邻居从水槽里。每棵树从水槽里向外生长,同时避免节点与非常低的QoS(即。延迟、吞吐量低/高)和能源储备。这个过程结束时,大多数节点属于多个树。这允许一个传感器节点选择一个树传递其信息回水槽。有两个参数与每条路径(即有关。树)回水槽：能源资源:资源估计的能量传感器节点可以发送的数据包数量的传感器节点有专用道路。添加剂QoS度量:高添加剂QoS度量意味着低质量。(SAR),顺序分配路由算法选择的路径根据能源资源和添加剂QoS每个路径的度量,以及数据包的优先级。因此,每个传感器节点选择其路径路由数据回水槽。同时,两个算法称为单冠军选举(SWR)和多赢得选举(兆瓦)处理必要的信号和数据传输任务在当地库珀-性信息处理。低能量的自适应聚类层次结构低能自适应聚类层次结构(LEACH)是一种clustering-based协议,最小化能量耗散在传感器网络16。浸出的目的是随机选择接收传感器节点,因此,高的能量耗散与基站通信传播到传感器网络中所有传感器节点。浸出的操作分为两个阶段,设置阶段和稳定阶段。稳定阶段的持续时间超过设置阶段的持续时间,以减少开销。在安装阶段,传感器节点决定- es 0和1之间的一个随机数。如果这跑dom数量小于阈值T(n),传感器节点是一个多轴头。T(n),P是所需的百分比计算成为多轴头本轮r,G组节点,没有被选为一个集群,在最后1轮/ P。选择接收后,接收广告中的所有sen -琼节点网络,他们是新群。一旦传感器节点接收广告,他们确定他们想所属集群基于广告从接收到的信号强度传感器节点。传感器节点通知平均用力私人哪个群,他们将集群的成员。之后,接收分配时间的传感器节点可以发送数据,接收基于TDMA的方法。在稳定阶段,传感器节点可以开始感应接收和传输数据。接收从节点在集群的聚合数据- - -荷兰国际集团(ing)这些数据发送到基站。一段时间后稳定阶段,网络重新进入安装阶段,进入下一轮的群头选择。定向扩散定向扩散数据传播范式提出了5,在水槽里发出的兴趣,这是一个任务描述,所有的传感器,如图4所示。任务范围描述的任务被分配属性-值对。每个传感器节点然后将感兴趣的条目存储在缓存中。兴趣条目包含一个时间戳字段和一些字段。兴趣是整个传感器网络的传播,梯度从源回水槽设置,如图4所示。兴趣,当源数据来源沿着兴趣的梯度路径发送数据,如图4所示。兴趣和数据传播和聚合是根据当地的情况。同时,水槽必须刷新和加强利益当它开始接收数据从源。注意,定向扩散是基于以数据为中心的溃败,荷兰国际集团(ing)水槽广播感兴趣的地方.开放的研究问题协议的概述,提出了感应网络表2中给出。这些协议需要改进或开发新的协议以满足更高的拓扑变化和更高的可伸缩性。传输层需要传输层指出文献4。这一层是特别需要当系统计划通过互联网或其他外部网络访问。然而,我们所知还没有尝试到目前为止提出一项计划或讨论的问题与传输层有关传感器网络的文学。TCP与当前的传输窗口机制是否匹配的极端特征传感器网络环境。的方法如TCP分裂可能需要,使传感器网络与其他网络如互联网交互工作。在这种方法中,TCP连接结束在水槽节点,和一种特殊的传输层协议可以处理水槽节点和传感器节点之间的通信,如图1所示。因此,用户和水槽节点之间的通信是通过UDP和TCP通过互联网或卫星;另一方面,水槽和森-琼节点之间的通信可以纯粹UDP-type协议,因为每个传感器节点有限的记忆。与协议(如TCP、端到端通信方案在传感器网络基于全球寻址。这些计划必须考虑到属性的命名是用来表示数据包的目的地。Attributed-based命名用在前面的部分中描述。力量等因素共同大前提和可伸缩性,和特点等以数据为中心的路由指的是传感器网络在传输层需要不同的处理。因此,这些需求压力需要新的类型的传输层协议。开放的研究问题传输层协议的开发是一项具有挑战性的工作,因为传感器节点的影响因素解释在ear -肝部分,尤其是有限的能力和内存等硬件的限制。因此,每个传感器节点不能存储大量的数据服务器在互联网,和高技术太昂贵的传感器网络。因此,新的计划将end-to结束沟通,可能下沉,可能需要使用UDP-type协议在传感器网络和传统TCP / UDP协议在互联网或卫星网络。应用层据我们所知,尽管许多传感器网络应用领域是定义并提出潜在的应用程序层原始传感器网络仍然是一个主要unex关口探讨地区。在这个调查中,我们检查三种可能的应用程序层协议:传感器管理协议(SMP)、任务分配和数据广告协议(TADAP),和森-琼查询和数据传播协议(SQDDP),所需的传感器网络的基础上提出方案与其他层和传感器网络应用领域。所有这些应用程序层协议是开放的研究问题。传感器管理协议设计一个应用程序层管理协议有几个优点。传感器网络有许多不同的应用领域,通过网络(如因特网访问他们的目的是在一些当前项目6。应用程序层管理协议的硬件和软件对传感器网络的人较低的层透明的管理应用程序。系统管理员使用SMP与传感器网络交互。与许多其他净工作,传感器网络由节点没有全球标识和无线连接。因此,SMP使用基于属性的命名和需要访问的节点定位解决,详细解释前,提供柔软器皿操作需要执行以下管理任务:引入规则相关数据属性的命名和集群荷兰国际集团(ing)相关的传感器节点交换数据位置发现算法传感器节点的时间同步移动传感器节点传感器节点打开和关闭查询传感器网络配置和节点的状态,并重新配置传感器网络认证,密钥分发和securi泰在数据通信的描述其中的一些任务给出1。任务分配和数据广告协议传感器网络中的另一个重要的操作作品传播的兴趣。用户把他们的兴趣一个传感器节点,节点的一个子集,或整个网络。这可能会感兴趣现象的某些属性或修饰gering事件。另一个方法是做广告,可用数据的传感器节点广告用户的可用数据,和用户查询他们感兴趣的数据。应用程序层协议为用户提供软件与有效的兴趣传播对于下层接口操作,如路由,用在前面的部分中解释。传感器查询和数据传播协议SQDDP为用户应用程序提供了国际米兰面临问题查询,回复查询和收集传入的回答。注意,这些查询一般不发给特定的节点。相反,属性或定位命名者优先。例如,“节点的位置,感觉温度高于70F”是一个基于属性查询。同样,“温度读取的节点地区“是基于位置命名的一个例子。传感器查询和任务语言(SQTL)1提出了一组应用程序提供了一个更大的服务。SQTL支持三种类型的事件,定义的关键字,每一,和到期。接收定义事件由一个传感