75、梯度路由策略的性能评估

梯度路由策略的性能评估

1. 背景与假设

在无线传感器网络中，存在大量准静态的无线传感器节点，主要应用于时间驱动的场景。每个传感器节点的主要任务是周期性地从传感设备收集数据，由于无线电范围有限，这些数据需要以多跳的方式发送到汇聚节点。数据通过基于梯度的地理路由向汇聚节点传输，传感器节点采用 CSMA/CA MAC 协议，如 802.15.4。单播数据包使用确认机制，而广播数据包不进行确认。

每个周期性收集的数据被存储在数据包 P 中，由节点进行广播。该数据包包含节点的深度（P.depth = node.depth）、数据包的源（P.dsrc = node.id）和节点生成的序列号（P.seq = node.seq）。每个节点还会保存已转发数据包的序列号列表。由于所提出协议的无状态特性，该应用在初始化阶段后无需存储邻居列表或交换发现消息。

2. 算法描述

2.1 梯度构建

从汇聚节点 s 开始，在网络中泛洪发送 BUILD 消息。该消息包含消息源（src，即节点的 ID）和节点的深度。初始时，汇聚节点设置 BUILD.depth = s.depth = 0 且 BUILD.src = s。每个接收到 BUILD 消息的节点 n 将自身的 n.depth 设置为 BUILD.depth + 1，并广播带有自身深度的 BUILD 消息，同时更改 BUILD.src 字段。如果一个节点多次收到 BUILD 消息，它会保留所有 BUILD 消息中最小的深度，但如果已经发送过 BUILD 消息，则不再发送。

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