12、无线传感器网络路由与复杂网络研究

无线传感器网络路由与复杂网络研究

1. 无线传感器网络路由基础

1.1 无线传感器网络路由场景

在无线传感器网络（WSN）中，当一个传感器节点记录到事件时，它会将数据包通过通信路径 A 转发到下一跳。该节点可选择通过路径 B 或 C 继续转发数据包，此决策基于预定义的参数，如服务质量（QoS）、最短距离、最大可靠性、安全性和可用带宽等。在路径 B 上，下一跳节点又会根据这些定义的参数从路径 D 和 E 中做出选择，最终数据包会到达目的地——汇聚节点（Sink）。

1.2 路由协议分类

按部署环境分类

• 陆地路由（Terrestrial Routing） ：这类 WSN 部署在二维的陆地上，使用无线电波进行通信。网络中的移动性是在部署期间根据需求引入的。可以集成全球定位系统（GPS），方便获取节点和汇聚节点的位置信息。
• 水下路由（Underwater Routing） ：部署在水下的 WSN 使用声学信号进行通信，网络是三维的。它存在诸多限制，如低带宽、高错误率、噪声、低信号强度以及由于水流导致的节点移动性。GPS 系统在水下无效。在这种有损环境中工作的路由协议通常使用多个汇聚节点，最终将数据发送到安装在陆地上的基站，并且需要考虑节点的深度。

按节点层次结构分类

• 扁平路由（Flat Routing） ：在扁平路由中，网络中的每个节点具有相等的资源和相同的任务。这是一种多跳路由，节点之间相互协作，将数据从传感器节点