下载文档原格式
wsn路由协议的分类WSN（无线传感器网络）是由大量低功耗的无线传感器节点组成的网络，用于感知、采集和传输环境信息。
WSN路由协议是指在无线传感器网络中，节点之间进行通信和数据传输时所采用的路由方式和协议。
根据不同的路由方式和协议特点，WSN路由协议可以分为以下几类。
一、平面型路由协议平面型路由协议主要是将网络拓扑结构抽象为二维平面，将节点部署在平面上，通过节点之间的位置关系来确定路由路径。
常见的平面型路由协议有以下几种。
1. GPSR（Greedy Perimeter Stateless Routing）：该协议通过节点的位置信息来进行数据包的路由选择，利用局部贪心算法选择下一跳节点，具有低能耗和高可靠性的优点。
2. GAF（Geographic Adaptive Fidelity）：该协议根据节点的位置信息，动态调整节点的通信范围，从而实现网络中节点的负载均衡和能量均衡。
3. LAR（Location-Aided Routing）：该协议通过节点的位置信息来进行数据包的路由选择，利用洪泛和反向路径设置机制来提高路由的效率和可靠性。
二、层次型路由协议层次型路由协议是将网络划分为不同的层次结构，每个层次有不同的路由策略和协议。
常见的层次型路由协议有以下几种。
1. LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：该协议将网络节点划分为不同的簇，每个簇有一个簇头节点负责数据的聚集和转发，通过簇头节点和基站之间的通信来实现数据的传输。
2. TEEN（Threshold-sensitive Energy Efficient Sensor Network）：该协议将网络节点划分为不同的阈值范围，节点根据自身能量水平选择合适的阈值范围进行数据的传输和路由选择。
3. MTE（Multicast Tree-based Energy）：该协议通过构建多播树的方式进行数据传输，通过选择合适的多播树结构来实现能量的节约和路由的优化。
1水声通信由于声音（Acoustic）在水中的衰减低，声波通信成为在水下环境中最通用和应用最广泛的技术，尤其是在热稳定的深水区域。
声波通信的主要限制因素是浅水区域中的温度梯度差异、海面噪声和反射折射引起的多径传播；次要的限制因素是水中声速（约为1500米/秒）慢，也限制了其通信效率。
所以，水声通信受到严重的带宽限制和干扰限制，难以实现短距离、高带宽通信。
综观整个水声通信的发展历程，就是不断地与这些干扰相抗争的过程。
例如：根据不同的干扰特点，选择抗干扰能力强的编（解）码方法和调制方式；采用各种抑制干扰的技术；采用分集的办法来抵抗衰落；采用均衡技术抵消信道缺陷引起的畸变；采用自适应技术来适应信道特性的变化以及增加功率等。
水声通信在几KHz到几十KHz的带宽下，可以实现1-2000公里距离的通信，在小于1公里范围的短距离通信中，水声通信在几十KHz带宽下，数据传输速率可达100kbps，带宽效率可达几个bits/sec/Hz。
2水下无线通信网络安全关键技术研究研制低成本、高能效、高可靠性、高安全性的水下无线通信网络对于海洋环境监控、海洋资源开发等研究领域具有重要的理论意义和经济价值。
由于受自身特性限制和水声通信环境制约，水下无线通信网络面临各种威胁和攻击，然而现有的水下通信研究多以节省能耗、延长网络寿命为出发点，忽视了潜在的安全问题。
因此，研究现有水下无线通信技术存在的安全隐患，针对其面临的安全威胁和安全需求，设计适用于水下无线通信网络的安全技术和安全体系，具有重要的意义。
本文对水下无线通信网络的若干安全关键技术进行了研究，并提出了一种适用于水下无线通信网络的安全体系。
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)最早可以追溯到20 世纪末，它以其低成本、低能耗、自组织和分布式的特点为网络带来了一场信息感知的变革。
无线传感器网络在城市管理、环境监测、军事国防、生物医疗等领域都表现出了很好的应用前景。
无线传感器网络典型路由协议摘要：本文主要以节点的传播方式为出发点，分析集中典型的路由协议。
关键字：无线网络路由协议性能1. 引言随着微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步，多功能传感器快速发展，进而使无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）成为目前研究热点。
WSN 是由部署在检测区域内的大量廉价微型传感器节点组成，形成一个多跳的自组织网络系统，使其在小体积内集成信息采集、数据处理和无线通信等功能，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并提供给终端用户。
本文首先简要说明衡量路由协议的四个标准，然后就WSN 中路由协议的几种路由协议提出新的分类方法。
2. 路由协议的衡量标准无线传感器网络的路由协议不同于传统网络的协议，它具有能量优先、基于局部的拓扑信息、以数据为中心和应用相关四个特点，因而，根据具体的应用设计路由机制时，从四个方面衡量路由协议的优劣：（1）能量高效（2）可扩展性（3）健壮性（4）快速收敛性3. 路由协议的分类针对不同传感器网络的应用，研究人员提出了不同的路由协议，目前已有的分类方式主要有两种：按网络结构可以分为平面路由协议、分级网络路由协议和基于位置路由协议；按协议的应用特征可以分为基于多径路由协议、基于可靠路由协议、基于协商路由协议、基于查询路由协议、基于位置路由协议和基于QoS 路由协议。
本文就各个协议的不同侧重点提出一种新的分类方法，把现有的代表性路由协议按节点的传播方式划分为广播式路由协议、坐标式路由协议和分簇式路由协议。
下面进行详细的介绍和分析。
4. 广播式路由协议4.1 扩散法（Flooding）扩散法是一种传统的网络通信路由协议。
它实现简单，不需要为保持网络拓扑信息和实现复杂的路由算法消耗计算资源，适用于健壮性要求高的场合。
但是，扩散发存在信息爆炸问题，即能出现一个节点可能得到数据多个副本的情况，而且也会出现部分重叠的现象。
高效能耗感知路由协议在无线传感器网络中的应用无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是由大量分布在监测区域内的无线传感器节点组成的网络。
这些传感器节点能够感知环境中的物理和环境信息，并通过无线通信互相传输这些数据。
然而，传感器节点通常由小型的电池供电，因此能源限制是制约无线传感器网络性能的一个重要因素。
为了解决这个问题，高效能耗感知路由协议应运而生。
高效能耗感知路由协议是一种自适应的路由协议，通过选择低能耗的路由路径来延长无线传感器网络的寿命。
该协议利用节点的能量状况和传输成本等参数来评估所有可用路径的能耗，并选择最佳路径来进行数据传输。
以下将探讨高效能耗感知路由协议在无线传感器网络中的应用及其优势。
首先，高效能耗感知路由协议能够提高无线传感器网络的能源利用率。
传感器节点间的通信是无线传感器网络中最耗能的操作之一。
通过选择能耗较低的路径，避免能量不平衡问题，并减少能量消耗，高效能耗感知路由协议可以有效地延长整个网络的寿命。
其次，高效能耗感知路由协议能够提高无线传感器网络的数据传输质量。
传感器网络通常被部署在无线信号不稳定的环境中，例如室内或山区等。
由于无线信号强度和传输距离之间的关系，节点之间距离过远会导致信号丢失和数据丢失的情况。
高效能耗感知路由协议能够选择信号强度较高的路径，以确保数据传输的可靠性和稳定性。
第三，高效能耗感知路由协议具有一定的自适应性和动态性。
无线传感器网络处于不断变化的环境中，节点可能会故障或新增。
传统的固定路由路径无法应对这种动态变化，而高效能耗感知路由协议能够根据网络的实际情况动态调整路由路径，以适应网络的变化，并保持高效的能源利用。
此外，高效能耗感知路由协议在无线传感器网络中也可用于特定的应用场景。
例如，当无线传感器网络被用于环境监测时，高效能耗感知路由协议能够选择数据传输路径时考虑到能耗和环境信息之间的关系，从而提高数据的准确性和可靠性。
典型的WSN路由协议典型的无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）路由协议有多种，其中包括基于层级结构的协议、基于分簇结构的协议、基于数据中心的协议等。
在以下文本中，我将详细介绍这些典型的WSN路由协议。
一、基于层级结构的协议基于层级结构的WSN路由协议通常将网络节点划分为多个层级，如根节点、中间节点和叶子节点。
这些协议的主要目标是将传感器节点的数据从低层级传输到高层级，从而实现对数据的收集和处理。
1. LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）LEACH是一种基于层级结构的分簇协议，采用随机方式选择簇首。
在LEACH中，各个节点根据能量水平选择成为簇首或普通节点。
簇首节点收集普通节点的数据并进行聚合，然后将聚合结果传输到基站。
2. HEED（Hybrid Energy Efficient Distributed Clustering）HEED是一种能量效率分簇协议，采用分布式方式选择簇首。
在HEED 中，每个节点通过计算能量、距离和节点密度等指标来选择簇首节点。
该协议通过平衡能量消耗和网络负载来延长网络寿命。
二、基于分簇结构的协议基于分簇结构的WSN路由协议将网络节点按照一定的规则划分为不同的簇，以便有效地管理和协调数据传输。
1. PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）PEGASIS是一种能量有效的数据收集协议，在不选择簇首的情况下通过链式传输将数据传输到基站。
该协议通过最小化传输功率和距离来延长网络寿命。
2. SEP（Stable Election Protocol）SEP是一种能量稳定的分簇协议，通过轮流的方式选择簇首节点。
在SEP中，每个节点有一个能量阈值，当能量低于阈值时，节点将成为簇首并将其能量转移到其他节点上。
wsn路由协议的分类WSN（Wireless Sensor Network，无线传感器网络）是一种特定的无线网络，用于收集和传输环境数据。
在WSN中，多个传感器节点通过无线通信连接到一个中央节点，它们可以在自己的位置上收集环境信息。
WSN可以应用于环境监测、智能家居、工业控制等领域，它们的设计和部署需要考虑多种因素，包括能源消耗、网络传输协议、节点容量等。
在WSN中，路由协议是非常重要的组成部分。
它定义了网络中如何传输数据、如何路由数据和如何维护网络拓扑结构等问题。
下面我们来介绍WSN路由协议的分类。
一、层次路由协议层次路由协议是WSN中最常见的路由协议之一。
它将网络分为多个层次，每个层次由一组节点组成。
每层节点负责收集邻居节点的信息，将信息传递给上一层的节点。
最终将数据从最底层节点传递到中央节点。
层次路由协议具有灵活性和可扩展性，它可以适应大规模、复杂的WSN应用。
除此之外，由于每个节点只需要跟它的邻居节点通信，因此能源消耗比较低，寿命也比较长。
二、平面路由协议平面路由协议是一种比较简单的路由协议，它将所有节点都放在同一平面中。
平面路由协议将网络分为多个区域，每个区域由若干个节点组成。
在网络中，每个节点都有自己的地址，并且知道其周围节点的位置。
平面路由协议的特点是路由路径较短，能够降低网络延迟和能耗。
然而，平面路由协议缺乏对网络拓扑的全局视图，因此可能会导致路由路径不稳定或重复。
三、基于协同过滤的路由协议基于协同过滤的路由协议是一种新型的WSN路由协议。
它主要利用节点之间相似性来建立路由路径。
通过比较节点之间的通信频率和数据传输量，努力找到稳定的、可靠的节点组合。
基于协同过滤的路由协议能够最大程度地减少网络延迟和路由路径的复杂性，同时也能够有效降低能源消耗。
四、地理路由协议地理路由协议是一种基于节点位置的路由协议。
地理路由协议通常是基于两个节点之间的距离来定义路由路径。
具体来说，它使用节点GPS坐标或距离测量来确定节点之间的位置。
无线传感器网络中的数据传输技术在当今科技飞速发展的时代，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经成为了一个备受关注的领域。
它在环境监测、工业控制、医疗保健、智能家居等众多领域都发挥着重要的作用。
而在无线传感器网络中，数据传输技术则是其关键的组成部分，直接影响着整个网络的性能和应用效果。
无线传感器网络通常由大量的传感器节点组成，这些节点通过无线通信的方式相互连接，形成一个自组织的网络。
每个传感器节点都具备感知、计算和通信的能力，可以采集周围环境的各种信息，如温度、湿度、压力、光照等，并将这些数据传输到汇聚节点或者其他节点进行处理和分析。
然而，由于传感器节点的资源有限（如能量、存储、计算能力等），以及无线通信环境的复杂性和不确定性，数据传输面临着诸多挑战。
首先，能量效率是无线传感器网络数据传输中一个至关重要的问题。
传感器节点通常依靠电池供电，而电池的能量是有限的。
因此，在设计数据传输技术时，必须尽可能地降低节点的能量消耗，以延长网络的使用寿命。
例如，采用低功耗的通信协议、优化传输功率控制、减少数据传输的次数和量等方法，都可以有效地降低能量消耗。
其次，数据的可靠性也是一个需要重点考虑的问题。
在无线传输过程中，由于信号干扰、衰落、多径传播等因素的影响，数据可能会出现丢失、错误等情况。
为了保证数据的可靠性，通常需要采用差错控制编码、数据重传、多路径传输等技术。
同时，还需要考虑网络的拓扑结构和路由算法，以确保数据能够通过可靠的路径进行传输。
另外，实时性也是一些应用场景对无线传感器网络数据传输的要求。
例如，在工业控制、医疗监测等领域，需要及时获取和处理传感器节点采集的数据。
为了满足实时性要求，需要设计高效的调度算法和优先级机制，确保关键数据能够优先传输。
在无线传感器网络的数据传输技术中，MAC（Medium Access Control）协议起着重要的作用。
MAC 协议主要负责控制节点对无线信道的访问，以避免冲突和提高信道利用率。
