14、无线传感器网络中的协作通信算法

无线传感器网络中的协作通信算法

1. 引言

无线传感器网络（WSN）是一个新兴的研究领域，融合了现代计算机科学、无线通信和移动计算的诸多挑战。它是环境智能（也称为普适计算）的典型示例，环境系统是与日常环境紧密集成的网络嵌入式系统，能支持人们的各种活动。与当前的计算机系统不同，WSN 需要全新的架构和新颖的协议。

传感器技术、低功耗模拟和数字电子技术以及低功耗射频设计的最新进展，使得开发廉价、小型、低功耗的传感器节点成为可能，这些节点集成了传感、处理和无线通信能力。将数百万个传感器嵌入到环境中，就形成了一个传感器的数字皮肤或无线网络。大量分布式传感器网络相互通信，汇总海量的底层信息，以生成代表整体环境的数据。通过（大量）传感器节点组之间的协作，可以产生超越单个传感器节点有限能力的智能行为。

传感器节点协作以应对环境变化，它们完全无线运行，能够自发创建临时网络，自行组装网络，动态适应设备故障和性能下降，管理传感器节点的移动，并对任务和网络需求的变化做出反应。尽管传感器网络的配置会动态变化，但关键的实时信息仍必须通过自组织网络基础设施从移动传感器数据源动态传播到应用程序和服务。

传感器网络系统将提高电器的可用性，并在家中提供基于状态的维护。这些设备将推动跨越家庭、办公室、诊所、工厂、车辆、大都市地区和全球环境的应用发生根本性变化。传感器节点技术能够在各种情况下进行数据收集和处理，应用场景包括环境监测、上下文感知个人助理（跟踪用户的位置、活动和环境）、家庭安全、机器故障诊断、医疗监测以及安全监控等。

本文涉及WSN中的网络协议，涵盖了MAC、传输和路由等所有传统层，但采用了更集成的视图。

1.1 概述

接