基于代理的多路径管理支持移动无线传感器网络

文摘

在无线传感器网络中,水槽移动性支持是许多应用程序的基本功能之一。不断进步,未来的应用不仅需要水槽移动性的支持,但也高性能数据交付服务。多路径路由是一种有前途的技术提高数据交付性能协同使用替代或冗余多个路由路径。然而,现有的多路径路由协议没有处理水槽流动性。因此,它们会导致糟糕的性能在能源效率方面由于端到端路径重建。因此,需要一种新颖的多路径管理方案从而支持水槽流动没有性能下降。在本文中,我们提出一个多路径管理方案支持移动性。该方案动态构造多路径沿着移动路径的下沉。此外,该方案提供了路径缩短计划根据水槽的运动减少能源消耗。我们的模拟结果表明,该方案优于现有的路径管理方案的可靠性和能源效率。

1。介绍

水槽迁移是一项基本要求无线传感器网络(WSN)因为移动下沉也频繁的出现在许多应用程序数据收集器,管理员和用户(1,2]。例如,士兵在军事侦察,护林员在森林管理,生物学家在栖息地监测代表移动下沉WSN-based数据收集系统。移动下沉执行职务的帮助下邻传感器数据。此外,自动移动下沉(例如,无人机(uav)和移动机器人)可以完成具有挑战性的任务在荒凉的地区没有可靠的基础设施。有效的传感器数据采集服务可以由水槽提供流动性推动无线传感器网络的实际发展。

最近,各种技术的基础上积极研究由于WSN正受到人们的关注作为物联网的基础设施(3,4]。在这种情况下,自然会被开发新的应用程序,这些应用程序肯定会需要更多的强大的网络性能比现有的应用程序。例如,在栖息地的监视应用程序,生物学家可能想收集不仅目标动物的位置,而且他们的状态,如温度、心跳和姿势。在这种情况下,网络应提供增强的实时数据吞吐量。实现应用中,传感器网络发展对高性能网络。

多路径路由的网络技术提供高性能的包交付的可靠性和吞吐量(5]。在多路径路由,多个脱节的路径之间建立一个源和一个汇的路径发现和路径建设过程。这些杂乱的路径提高数据包交付成功率通过发送一个包的多个副本的路径。冗余包传输的数据包交付失败当且仅当所有的路径失败。此外,包送货同时提供多个包可以提高吞吐量。理论上,并发的数据率提高数据包传输路径的数量成正比。也就是说,发现不相交多路径明显提高了数据包交付质量。

传统的多路径路由协议(6,7]假定有一个静态沉在一个固定的位置。因此,支持水槽流动,现有的协议需要重建多路径时水槽动作。多路建设包括几个子过程比如搜索可用的路径,选择适当的路径,并建立选择路径。自从过程需要大量的水槽和参与节点之间的消息交换,现有多路径发现计划导致一个致命的问题。也就是说,重建需要大量的能量多路径网络寿命将大大缩短。此外,数据交付时不能进行多路径重构。从技术上讲,多路径之间构造一个源和一个代理。代理作为一个静态下沉期间其广播范围内移动下沉。即代理last-hop节点的路径。因此,多路径必须重建时水槽移动无线电范围以外的代理。 In this case, the multipath reconstruction interval decreases as the speed of the sink increases and as the radio range of nodes decreases. The frequent multipath reconstruction dissipates nodes’ energy so that the network lifetime will be shortened without performance improvement. In addition, the connection between the source and the sink is disconnected during the multipath reconstruction process. If the reconstruction delay is larger than the reconstruction interval, the connection between the source and the sink will not be restored.

与此同时,在单路径路由,一些作品处理的路径管理方案支持移动性。他们保持一个源和一个移动水槽之间的联系没有端到端路径重建的控制机制。例如,在足迹链机制(8),一个移动水槽最亲密的邻居节点之间的连接和代理。这条路延伸不断进行路由路径是沿着移动路径的构造下沉。然而,在多路径路由,导致性能下降,因为他们的路径管理机制导致构造单路径沿着移动路径移动下沉。

在本文中,我们提出一种新颖的多路径管理方案,MPM,呼吁建立端到端的多个路由路径在下沉的动作。正如上面提到的,现有的研究导致性能下降,因为他们处理一个代理。一方面,在多路径路由方案、端到端多条路径时应重构代理和移动水槽之间的联系是断开连接。频繁路径重建导致了过度的传感器节点的能量消耗。另一方面,单路径路由,单一路径构建的当前位置之间移动水槽和最初的代理。单一路径管理不能提供高性能的数据交付。凭直觉,仅仅单一路径管理方案应用到多条路径似乎是一个合理的解决方案解决问题。然而,独立管理和剥离维护重要的挑战。作为一个创新的解决方案,MPM采用基于主体多路径管理,独家代理分配给每个路径。图1显示了激进的现有方法和MPM的区别。对于有效的路径管理,我们介绍两种路径缩短和路径的路径管理功能扩展和提供不同的每个函数的机制。此外,我们提供一个讨论的影响多路径重建间隔和邻居列表更新间隔大大影响MPM的性能。

本文的其余部分组织如下。部分2提供了本文的背景和相关工作。部分3详细描述了MPM包括数据结构和路径管理算法。节4从我们的计算机模拟,结果。最后,部分5本文总结道。

2。相关工作

在多路径路由,节点或链路不相交多路径构造源和水槽之间自nondisjoint可能导致的负面影响的可靠性和聚合带宽。不相交多路径改善性能的包交付成功率和吞吐量5]。首先,包交付成功率增加利用路径冗余。在这种情况下,失败的概率降低多路径的数量增加如果多个副本是多余地通过每条路径转发。这是因为一个数据包交付失败了只有在所有路径失败。第二,吞吐量增加带宽聚合。当使用一个单一的路径,传输一个数据包。另一方面,当多个路径可用,源可以同时传输多个单独的数据包。这显示了多条路径的聚合带宽的效果一样。替代路径路由(9)是另一个使用多个路由路径的路径在哪里使用如果数据交付通过主路径失败。因为每个路径应该独立多路径路由中使用,建立脱节的多路径对提高数据吞吐量和包交货率很重要。

由于巨大的优势,多路径路由网络的一个重要研究课题。此外,最近,多路径路由是积极地用于各种基于无线传感器网络的应用场景。莫汉蒂和卡巴特提出了一种多路数据传输方案的医疗应用程序(10]。在这方面,基于临界的数据包进行分类。中间节点负责优先缓冲区管理和拥塞概率计算。在交通拥堵的情况下,紧急和敏感数据通过交替传输路径。哈桑等人提出了一个multiconstrained多媒体传感器网络的多路径路由协议(11]。他们的数学模型基于拉格朗日松弛自适应控制多路径路由协议(即平衡QoS参数。能源消耗和端到端延迟的约束)。贾斯瓦尔和阿南德12)提出了节能的多路径路由协议来提高物联网应用QoS。具体地说,他们专注于实现高可靠性在数据包交付物联网环境中生成的数据包不公平。为此,传感器考虑一生,交通强度和可靠性在路径构建阶段,源可以选择高质量的路径。然而,工作集中在性能增强和QoS提供交付数据静态下沉。因此,频繁的端到端多路施工过程应进行支持移动性。

路径管理最重要的功能是支持水槽流动性。最基本的管理方法是重建路径每次下沉动作,换句话说,每当last-hop代理和水槽之间的联系。原始道路施工方案利用洪水的方法(13]。移动水槽广播自己的位置和传感器节点存储一个邻居发送位置更新消息的下游节点在位置更新消息在网络中传播。当一个传感器报告一个数据包,路由器就会通过下游链向下沉。然而,这计划浪费大量的能量,因为每次执行更新洪水水槽位置移动。

现有的研究都集中在减少洪水成本。王等人利用本地洪水方法(8]。在这项研究中,一个水槽邻居之间选择一个代理,然后代理洪水网络中自己的位置。然后,代理定期执行洪水在当地的一个预定义的范围内。节点以外的地区可以向代理提供数据包,在该地区和节点发送数据的位置目前存在。罗等人提出了轨迹转发方案交付数据包不断移动移动下沉14]。轨迹转发,移动水槽与代理两个相关联,这主要和直接的代理。主要代理作为一个静态下沉移动水槽中细胞(即。基于距离的周期性重建)。同时保持运动,水槽不断选举新的直接代理和直接代理的位置发送到主剂为未来的数据转发。轨迹转发是一种有效的单一路径管理方案。玉等人提出了一个路径管理方案基于无线媒介的串音特性(15]。它们包括水槽的位置信息的数据包。因此,数据包从代理的最新位置下沉。这个更新位置信息逐渐传播到连续路径节点;因此,道路将会顺利的修改对当前位置下沉。贾殷等人提出了一个网络查询驱动路由协议与移动下沉(16]。他们利用虚拟结构,称为轮,提供查询和数据之间的传感器和移动下沉。由于虚拟轮是一个封闭的链的传感器有一个节点宽度、移动水槽的位置可以彻底追踪。路径管理方案支持水槽流动没有洪水,这样可以节省相当大的精力。然而,在多路径路由,现有的计划并不能保证路径剥离由于没有建立路径但定位水槽和代理之间的联系。如果多路径相互连接成一个单一的路径,它造成的损失不仅可靠性或带宽,而且服务的一致性。部分由多路径,使用另一个路径或增加带宽下的信任他们会导致服务中断。这个问题应该通过多路径管理解决方法保证剥离。

最近,研究人员已经提出了多路径路由路径管理机制。王等人提出了一个支持水槽流动路线调整方案(17]。在这方面,遥感领域分为大小相同的集群,每个集群头起一种媒剂的作用。因此,移动水槽更新其位置最近的簇头,这样的数据传感器是通过集群。Aswale和Ghorpade提出了多路径路由协议基于三角形连接质量指标提高传统的链路质量估计方法使用链路质量指标或数据包接收率(18]。拟议中的协议包括路径维护阶段的多路径恢复使用警报和路由发现消息路由排除疲惫或低质量的路径节点。Sreeram等人提出的增强路由恢复机制失效链接恢复没有警告消息路由(19]。管理机制的路径保持端到端连接。然而,他们遭受路径时的路由发现延迟断裂是由于移动水槽的连续运动。MPM的最初的想法是在(20.),但这种原始的方法适用于密集部署的传感器。因此,它是很难被应用在传感器稀疏部署或有空白区域。另一方面,MPM是处理多次反射路径管理场景,这样可以覆盖更一般的环境。

3所示。提出了方案

3.1。初步

详细说明MPM,我们定义了网络模型如下。传感器节点是均匀部署在一个正方形传感器领域。有移动水槽和一个源节点是传感器节点中随机选择的。一个传感器节点知道自己的位置和邻居交流通过定位法和灯塔。在网络的初始阶段,多路径源和水槽之间的构造。让是一个路径组成的一组节点拥有相同的独特路径ID ,和我们所说的节点路径节点。的是一个路径节点的用跳的距离从源。也就是说, 在哪里ID和路径吗路径的长度。在节点的路径中,代理节点拥有最大的跳跃距离(即, 的经纪人 )。也就是说,代理是水槽的邻居。

有两种路径管理功能:扩展路径缩短和路径。首先,进行路径缩短下沉时遇到了一个路径节点。因为任何路径节点离源比代理相应的路径,路径的改变last-hop连接从代理发现路径节点提供更高的可靠性和降低能源消耗。在这种情况下,发现路径节点成为一个新的代理,子路径的新发布的老代理是代理。第二,路径进行扩展,以防下沉移动代理的传输范围但没有路径节点具有相同的路径ID与代理在水槽的传播范围。在这种情况下,水槽中选出一个新的代理邻近节点和建立新代理之间的连接和老代理恢复路径。图2显示了两个路径管理例根据上述分类。值得注意的是,路径管理可以应用多次反射的方式如图2 (c)和2 (d)。检查路径节点的存在或缺乏一个代理的情况下,移动水槽应该定期更新它的邻居列表。我们将讨论的影响邻居列表更新后的这部分。

移动水槽管理代理使用代理的状态表。一般来说,一个移动水槽被称为一个强大的节点拥有更多的能量和比传感器节点的处理能力。延长网络生命周期,我们积极利用移动水槽的能力。换句话说,MPM强加的开销多路径管理移动水槽减少传感器节点的能量消耗。MPM,移动水槽负责状态管理、条件检查,初始化过程。

通过代理移动水槽监督多路径管理表。代理表条目的数量等于路径的数量。代理表包括路径ID、代理位置跳距离,路径优先级,和路径的状态。ID是惟一路径分配给每个路径构造多路径。代理的位置显示当前的地理坐标代理包含路径ID。跳距离跳跃数从源到代理。帮助路径管理、MPM的数据包报头包括路径ID、发送者的位置,和发送方的跳跃距离源。移动水槽可以理解和管理国家的每个路径提取从传感器接收到的数据包的报头。

路径优先级和路径状态分配的水槽和专门用于路径扩展。大多数现有的路径发现计划利用最短路径或最可靠路径(即。最可靠的节点组成的,一条/链接)作为主要的道路。其他路径或替代路径,子路径旁边建造的主要路径。在MPM,主路径的优先级为0。和左、右路径的优先级分配交替的主要路径。因此,左侧奇怪的优先路径,甚至优先路径右侧的主要路径。哪一边的——或even-priority路径存在不重要但我们指定的明确解释。的路径优先级值初始化时多路径重构。路径状态字段的值是“有效的”当连接从沉到相应的代理。图3显示了一个示例的构建路径和生成的代理表。

3.2。路径管理算法

移动水槽不断检查相邻传感器的列表从邻居列表的变化可能需要路径管理。邻居列表中有两个显著变化:添加路径节点和消除一个代理。添加路径节点意味着缩短道路的机会,因为代理最大的跳向源的距离。另一方面,消除代理意味着路径不可用,因此,水槽和代理之间的路由路径必须重建。因此,水槽执行路径缩短或路径扩展过程根据邻居节点的存在和代理的条件表。

添加路径节点和消除可能发生一个代理同时根据邻居列表更新间隔的长度和位置的路径节点。赞同的加法和消除事件可以发生在不同的路径或相同的路径。在不同的道路情况下,水槽处理消除事件以来首次恢复路径与路径的“可用性”而缩短路径的长度与“效率”的路径。在同一路径的情况下,另一方面,水槽简单地丢弃消除剂,因为路径对应于代理的可用性会明显恢复通过选举添加路径节点作为新代理。

3.2.1之上。路径缩短

如果确定了添加任何路径节点,水槽进行路径缩短过程。首先,水槽通知添加路径节点,它已成为新代理的路径建立的last-hop连接路径。然后,水槽更新代理表的新代理的信息。水槽发现代理表条目ID拥有相同的路径与新代理并更新代理的位置和跳距离字段。路径状态字段不会改变,因为水槽之间的连接已经建立和新代理。

路径缩短过程也可以由一个数据包从一个路径节点。换句话说,一个移动水槽可以识别新的相邻路径节点的存在之前更新你的邻居听到一个数据包列表。水槽收到一个数据包时,沉提取数据包报头和找到一个代理表条目ID的头拥有相同的路径。然后,水槽比较跳跃距离的头和一个代理表条目。如果小标题的跳数,水槽进行上述路径缩短过程数据包的发送方作为新代理。之后,沉在邻居列表中添加新的代理,这样添加代理在下次的邻居列表的更新可以忽略。

代理表更新后,水槽的路径释放消息发送到新的代理。沿着旧路新代理将消息转发,这样旧的路径节点包括老代理删除他们的路径状态。图4展示了一个示例路径缩短。在图中,节点和分别老代理和新代理。节点后已经成为了新的代理,代理表条目路径C是更新信息的新代理。

3.2.2。路径扩展

另一方面,如果取消代理检测,执行路径扩展。水槽发现代理表条目对应于消除剂和道路状态转变为“无效”这意味着last-hop连接丢失。从技术上讲,路径扩展的路由发现沉旧的代理。选择下一跳节点的标准类似于空白处理技术。水槽之间画一条虚拟线的位置本身和旧的位置代理来自代理表和搜索下一跳节点从虚拟行顺时针或逆时针。搜索方向取决于路径优先级。即下沉甚至优先路径搜索顺时针和逆时针方向为奇怪的优先路径。在主路径(即优先级为0),面临进一步代理方向(即二阶的路径。,the priority is 1 or 2). During the searching process, the firstly discovered node is selected as the new agent whereas the agents of other paths are skipped. The purpose of the strategies for selecting a new agent is to promote the path disjointness. Due to the fact that an extended path consists of the consecutively elected agents, the new agent should be located where there is no impact on other paths. Figure5(一个)显示路径扩展的一个例子。水槽搜索逆时针从虚拟行之间的位置本身的位置(即。,the old agent) because the priority of the path C is 1. Due to the searching direction, node排除在外,可能是新代理的主要路径。最后,节点 ,首先发现的候选人,当选的新代理路径c的情况没有节点 ,的路径扩展过程可以建立一个多次反射路线从沉旧的代理,如图5(b)。水槽选择节点新代理和搜索过程将一直持续,直到老代理。在搜索过程中,虚拟线向老代理维护和搜索方向的下沉。

候选人被限制的区域半边与水槽之间的直线老代理中心。哪一边是候选人的面积是决定是否路径优先级是奇数或偶数。例如,如图5的路径优先路径C是1,一个奇数。在路径扩展过程的初始阶段,新代理是4(节点的候选人 , , ,和 )。节点 ,这已经是一个路径节点,是排除在外。节点也排除在外,因为它是在右边。节点之间和 , 终于当选以来新代理节点进一步从水槽和节点之间的直线 ,一个古老的代理。的路径顺序是0(主要路径),新代理可以从这两个地区选举。在区域中的节点,优先级最高的候选人是最接近的节点水槽减少路径的频率扩展过程。新代理当选之后,代理表更新。

3.3。讨论

3.3.1。道路重建

移动下沉移动后很长一段距离,过于长扩展路径或效率低下扩展路径(例如,锯齿形)可能是构造。在这种情况下,端到端路径应该重建而不是无节制的路径扩展。有两种方法可以适应:基于成本和周期重建。执行基于成本的重建时进行重建的成本小于成本的扩展路径。因此,定义成本不仅是名义上的重要因素,但也是一个关键因素影响的实际性能。肯定,成本(即。,for conducting reconstruction and keeping extended paths) have to include not only the path construction cost but also future data delivery costs. This approach should be designed complementary with the path construction scheme and the purpose of the application. Moreover, it is seriously influenced by external factors, such as the sink’s mobility pattern, data generation pattern, and deployment of sensors. Although the cost-based reconstruction seems very efficient, it is generally unavailable due to the uncertainty of those external factors. For example, to calculate the cost for delivering a data packet from the source to a mobile sink, the exact values of the external factors should be available such as the sending time at the source, receiving time at the sink, location of the sink at the receiving time, and hop count of each extended/shortened path. That is, the cost-based reconstruction can be adopted by the application where the external factors are strictly controlled. Therefore, the cost-based reconstruction may lead to inefficient end-to-end multipath reconstruction in general applications where those external factors cannot be strictly controlled. On the other hand, in the periodic reconstruction, the multipath is reconstructed every certain period of time or the distance that the sink moved after the multipath is reconstructed. This is very simple because it needs only to check time or distance. In addition, it can provide steady performance against the mobility pattern of a mobile sink and the data generation patterns of sensors. In this paper, we use the periodic approach for our computational simulation for providing relatively steady operation thereby clearly comparing the path management performance.

3.3.2。邻居列表更新

MPM的移动水槽定期更新其邻居节点列表识别路径缩短的机会和路径扩展的必要性。邻居列表更新,水槽广播信标和邻居节点响应灯塔。报警过程中,普通节点只是通知其存在下沉而路径节点包括路径响应消息ID和它跳距离为代理表更新。你的邻居列表更新间隔是一个重要的可调因子MPM,因为它可能会影响能源效率和数据吞吐量。一方面,频繁的邻居列表更新提供了敏捷路径管理的洗手盆和邻居节点的能耗报警。另一方面,罕见的邻居列表更新达到节能但可能遭受的断开从水槽移动代理的无线范围下报警。在这种情况下,你的邻居列表更新间隔应该仔细考虑配置流动模式的移动水槽和传感器节点的数据包生成模式。

4所示。绩效评估

在这一章,我们提出我们的仿真结果来评估该方案的性能。我们在MATLAB实现MPM。我们还实现了多路径重建(MPR)和单一路径管理(SPM)计划作为对照组。MPR的端到端多路径源和移动水槽之间重建时水槽移动无线电范围以外的代理。SPM,新代理连续当选为构建一个路径沿着移动路径移动的多路径构造后下沉。共同点,三个方案利用理想的多路径发现方法多路径重建开销的影响降到最低。在理想的多路径发现,移动水槽知道每个节点的位置。水槽构造一个理想的多路径源没有任何信号。水槽通过所有路径发送消息的多个副本,和源回复应答消息的多个副本沿着相反的路线。

默认的仿真设置如下。1000年统一部署的传感器节点 平方。所有节点的广播范围是25米。每个节点消耗20 mW和15 mW发送和接收数据包,分别。有一个源和一个移动下沉。由于数据交付性能影响跳数,我们最初的源和移动水槽之间的距离约350米。条件下,源中任意选出所有传感器节点,同样的,最初的水槽是随机指定的位置。源生成一个数据包每5秒。水槽的流动遵循随机路标流动模型(21)和下沉的速度是5米/秒。移动水槽更新你的邻居列表每0.5秒。邻居列表更新后,多路径重建(MPR)或路径管理(SPM和MPM)的情况下进行。路径的数量是3,每50秒重建(周期多路径重建)。所有的链接的包交付成功率是95%,重传策略是排除在外。每个模拟持续1000秒,结果平均20模拟所要求的95%置信区间。

我们选择两个指标:包交货率和总能量消耗。包交付比收到的数据包的数量的比例的水槽的数量发送数据包的源。能源消费总量是所有节点消耗的能量的总和,包括下沉。这些指标是典型的多路径路由的优缺点。指导提到,我们所有仿真结果说MPM减轻严重退化的包交付成功率没有可观的能源消耗。

图6(一)显示了包交货率根据移动下沉的速度。我们改变下沉速度从1 m / s 20 m / s包括各种类型的移动下沉从手持设备连接的车辆。MPR显示交货率最高的包,因为它往往构造最短路径比其他。自MPR重建一个端到端的路径时水槽外移动代理,结果相对稳定。另一方面,SPM的包交货率降低的下沉速度增加。这是因为部分单一路径增加SPM的下沉速度增加。在MPM的情况下,数据包交货率高于SPM但低于MPR。这是因为MPM的扩展的端到端路径长于MPR的重构路径虽然多条路径的数量是一样的。图6 (b)显示了能源消费总量根据移动下沉的速度。明显的趋势是,MPR能源消费总量的增加迅速的下沉速度增加。这是因为重建MPR的频率变得更高的下沉速度增加。SPM和MPM的总能源消耗增加缓慢移动的速度下沉而增加构建扩展路径MPM消耗更多的能量比SPM扩展多个路径。

图7(一)显示了数据包根据路径的数量交货率。我们不同路径的数量从2到5。所有计划都显示增加的趋势,因为路径冗余增加随着路径数量的增加。MPR和MPM的包交付率高于SPM但MPM的一个略低于比重建MPR,因为扩展路径长路径。SPM的包交货率是最低的扩展单一路径。SPM和其他人之间的差异随着路径数量的增加,因为增加其它方案使用重建或多路径同时SPM使用单路径不断延伸。图7 (b)显示了能源消费总量根据路径的数量。MPR的能源消费总量大幅增加,因为重建开销增加随着路径数量的增加。另一方面,SPM和MPM的总能源消耗逐渐增加,几乎是一样的。尽管MPM管理比SPM路径,路径缩短过程使整个路径管理效率。

图8(一个)显示了包交货率根据数据包世代间隔不同从1到10秒。随着包世代间隔的增加,源发送的数据包数量的减少,但路由路径不受影响。因此,所有计划的包交付率几乎没有改变。图8 (b)显示了能源消费总量根据数据包世代间隔。所有计划的总能源消耗下降指数自数据交付减少能源消耗的数据世代间隔减少。此外,所有方案的能源消费总量聚合成一个特定值这意味着路径的成本管理。具体来说,MPR的收敛值远高于其他人这意味着多路径重建MPR消耗更多的能量。与此同时,SPM和MPM路径管理能耗几乎相似。

图9(一个)显示了包交货率根据邻居列表更新间隔。邻居列表更新间隔意味着移动水槽多久认识到断开的代理。换句话说,断开的邻居列表更新间隔时间的增加而增加。因此,所有计划的包交货率都随着你的邻居列表更新间隔的增加而减少。不同特性的峰值点一些邻居列表更新间隔值,也就是说,2.5和5秒。这个结果与指定的包世代间隔5秒在默认仿真设置。换句话说,如果你的邻居列表更新间隔的值是一个整除的包世代间隔,断开的持续时间可以忽略。图9 (b)显示了能源消费总量根据邻居列表更新间隔。在SPM和MPM的情况下,总能量消耗几乎是稳定的邻居列表更新这意味着成本和当地路径管理相比,非常小的端到端路径重建和数据传递。另一方面,MPR的总能源消耗下降缓慢的邻居列表更新间隔增加。在MPR、端到端路径重建间隔增加随着邻居列表更新间隔的增加。

图10 ()显示了包交货率根据端到端路径重建间隔周期的关键因素的路径重建方法。MPR的包交货率几乎是稳定的,因为执行端到端路径重建时水槽叶子代理无论重建间隔。在SPM和MPM的情况下,另一方面,包交货率下降缓慢而MPM实现包交货率更高。这意味着MPM管理多个扩展路径有效甚至重建间隔长显著。图10 (b)根据多路显示了能源消费总量重建间隔。在MPR的情况下,能源消费总量几乎没有改变,因为多路径执行重建不仅定期还积极在邻居列表更新。另一方面,SPM消耗略有增加的能量由于长数据交付通过扩展的路由路径。在MPM的情况下,能源消费总量几乎没有改变,因为它管理多个路由路径路径重建间隔期间非常有效。

5。结论

在本文中,我们提出一种新颖的多路径管理方案MPM呼吁支持下沉移动无线传感器网络。现有的多路径路由协议需要大量的开销来重建一个端到端的多路径支持移动性。与此同时,现有的单一路径管理计划保持端到端连接没有重建通过扩展构建路径。然而,单一路径管理方案无法提供高性能的数据交付多路径路由。解决问题,MPM扩展多个路径使用基于代理的多路径管理从而维持高质量的数据交付通过多路径。我们的模拟结果表明,MPM提供成本效益比现有的多路径重建和单一路径管理方案。根据网络参数,如移动的速度下沉和传感器的数据生成区间,调优的邻居列表更新间隔和端到端路径重建间隔MPM的性能影响显著。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突,关于这篇文章的出版。

确认

这项工作是由韩国科学技术信息研究所(KISTI)。

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