三维无线传感器网络贪婪地理路由协议.pdf

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1、70传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第l期三维无线传感器网络贪婪地理路由协议毛健,吴鸿雁(无锡科技职业学院,江苏无锡214028)摘要:针对已有的三维无线传感器网络路由协议均将三维问题转换到二维平面上解决,没有充分利用三维空间的特点,提出了一种基于地理信息的三维无线传感器网络贪婪地理路由(GGR)协议。该协议在通常状况下采用贪婪转发算法,针对基于地理信息的贪婪算法中易出现的路由空洞问题,给出一种三维滚动球边界遍历算法。实验结果表明:该协议具有较高的路由成功率,路由跳数也得到优化,尤其是

2、在节点密度较低的情况下体现出较强的优势。关键词:三维无线传感器网络;地理路由协议;贪婪转发算法;路由空洞问题;单位球图中图分类号:TP212.9文献标识码:A文章编号:1000-9787(2011)01-0070-03Greedygeographicroutingprotocolfor3DwirelesssensornetworksMAOJian.WUHong—yan(WuxiProfessionalCollegeofScienceandTechnology,Wuxi214028,China)Abstract:Therearesomedrawbackslike

3、transformationbetweendifferentdimensionsinexistingroutingprotocolsfor3Dwirelesssensornetworks(3DWSNs).Agreedygeographicrouting(GGR)protocolfor3DWSNsisproposed.Theprotocolcommonlyrisesgreedyforwording(GF)algorithmtotransferthepacket.Atthesametime,3Droilingballtraversal(3D—RBT)algorit

4、hmisemployedtoavoidroutingvoidproblemconducedbyGGRalgorithm.TheexperimentalresultshowsahighroutingSuccessratioandasatisfiedroutinghopnumber,especiallywhenthenodedensityislow.Keywords:3Dwirelesssensornetworks(3DWSNs);geographicroutingprotocol;greedyforwording(GF)algorithm;routingvoid

5、problem;unitballgraph(UBG)0引言维研究的结论直接推广到三维,或者将三维空间问题规约随着无线传感器网络(WSNs)研究的深入和实际应用到二维平面上解决。文献[4]提出的3D—ABLAR协议将平需求的扩展,三维WSNs(3DWSNs)受到越来越多的重视,面路由协议Flooding泛洪法与地理位置路由算法相结合,尤其是水下网络研究的兴起,推动三维传感器网络系统的采用启发回避的转发策略将数据包转发给不同区域的2个发展。相邻节点,以期避免路由空洞带来的转发失败。文献[5]路由协议是传感器网络研究的一项重要内容。贪婪转针对比较复杂的3DWSNs三

6、维随机最佳覆盖问题进行研发(greedyforwording,GF)算法由于其原理简单、计算复杂究,运用计算几何数学工具与图论着色方法建立三维空间度低、三维环境的适用性、生成路径接近最优化路径等特的随机最佳覆盖数学模型,在此基础上,设计基于二维德洛点,被较早地应用于3DWSNs路由协议。但在实际传感内三角图(delaunaytriangulation)的路由协议OptionalCon-器网络中,由于网络部署不均匀或部分传感器失效,会形成verage。KaoG在文献[6]中提出一种适用于移动AdHoc天然“空洞”,在依据GF算法转发数据包的过程中,数据包网络的三

7、维路由协议,该路由协议结合平面路由算法和最可能会到达没有任何邻居节点比自身更接近目的点的区小二乘法投影平面实现三维空间中传感器节点间的数据包域,GF算法失效,使数据无法继续传输,导致路由空洞问转发。这些研究在一定程度上解决了3DWSNs的路由空题,影响数据的成功到达率。洞问题,但是基于二维平面方法的前提是假设n个节点在近期对于3DWSNs路由问题的研究,大多集中于将二相对平坦的二维平面上随机均匀分布或规则分布J,而收稿日期:2010-05-07第l期毛健,等:三维无线传感器网络贪婪地理路由协议713DWSNs在现实世界中结构复杂,并且受到物理环境的严体构成。因

8、而,3DWSNs的网络模型就被表示为一

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