多汇聚LLN中基于双向父节点选择的高效RPL路由协议

针对当前多汇聚LLN中RPL路由协议存在的雷鸣效应、待入网节点唯一决定父节点选择以及数据传输利用网络资源不够合理等问题,提出BPSM-ERPL——一种基于双向父节点选择的高效RPL改进路由协议。改进M-DAO消息使其携带数据传输速率信息,采用双向父节点选择新机制,防止大量待入网节点选择同一父节点,通过边界路由节点使数据在多个RPL实例中合理分配。理论分析和仿真实验结果表明,所提协议的网络吞吐量、数据分组传送成功率和网络生存时间优于现有相关协议。

父节点可控的分布式缠绕多路径路由算法

针对无线传感器网络中无线链路存在因节点失效或传输介质异构容易引起传输可靠性降低的问题,提出提出父节点可控的分布式缠绕多路径路由算法DPCBMR算法。该算法采用分层多父节点拓扑控制策略和协作式数据转发机制,在多跳转发阶段,引入最优父节点选择机制,根据转发路径上节点间的丢包率,选择丢包率较低的多个节点作为转发节点,以此来保证数据转发的成功率;进一步借助协作式数据转发机制保证待转发的数据在多路径选择时获得最佳路径,从而保证数据转发的可靠性和低能量消耗。仿真实验结果表明DPCBMR算法能最大程度上提高数据传输的可靠性,保证了数据传输的成功率,同时降低了数据传输时的能量开销。同经典的SHM和CAMP算法相比较取得了比较大的改进。

基于多根多树结构的多播传感器网络编码方法

针对现有无线传感器网络结构中数据流向单一且多播网络编码实施过程复杂的缺陷,提出了一种基于多根多树(MRMT)结构的多播网络编码方法。利用基于位置和链接关系的父节点选择算法构建MRMT结构,为每个节点提供多个数据流向,利用能量相关的MRMT链接矩阵快速地获取源节点到目的节点的多条能量相关的分离路径,从而使得多播编码方式可以在MRMT结构上简单地实施。实验结果显示:该方法不仅促进了能耗均衡,延长了网络寿命,而且提高了网络带宽。

能量均衡的多根多树型协议研究

现有的无线传感器网络簇树型算法一般基于单一的根节点或Sink节点构成网络,因此,网络中的数据流向单一且能耗分布不均衡。为此,本文提出了能量均衡的多根多树型(Multi-roots Multi-trees,MRMT)协议,该协议采用基于位置和链接关系的父节点选择算法,建立多根多树结构(MRMT结构),为每个节点提供多个数据流向,解决了因数据流向单一带来的能量消耗不均的问题。另外,该协议生成能量相关的MRMT链接矩阵和MRMT父节点矩阵,并提出基于这两个矩阵的最短路径获取方法,降低了网络总体能耗。实验结果证明本文提出的MRMT协议均衡了网络能耗,提高了网络稳定性,延长了网络寿命。