在无线自组织传感器网络(WASN)领域,路由协议的选择与优化一直是研究的热点。AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector)路由协议作为一种广泛应用于WASN的按需距离矢量路由协议,因其能够适应网络拓扑的动态变化而倍受关注。AODV的特性使其能够在检测到链路断开后,立即启动路由修复机制以保持网络的连通性。然而,无线传感器节点的移动性、能量和带宽限制以及无线环境的不稳定性等因素常常导致链路断开,这对WASN中的路由协议提出了挑战。
在这一研究背景下,张政、李振波和陈佳品三位研究人员提出了一种增强的AODV路由修复机制——预动本地修复机制(Preemptive Local Repairing Mechanism,PLRM)。该机制通过监测链路质量和其他性能退化来采取预防性措施,避免链路断裂。PLRM机制旨在减少因修复过程导致的控制开销和路由长度,从而在提高数据包延迟、控制开销和数据包交付率等方面相较于其他改进的AODV路由修复方案显示出更好的性能。
文章《无线自组织传感器网络中增强的AODV路由修复机制》发表于《通讯杂志》(Journal of Communications),第9卷,第8期,2014年8月。该文由上海交通大学微纳米科学技术研究院的研究人员撰写,主要内容涉及无线自组织传感器网络的特性、链路断裂问题以及AODV路由协议的局限性,进而详细介绍了一种改进的路由修复机制。
无线自组织传感器网络(WASN)由价格低廉、低功耗的传感器节点构成,广泛应用于环境监测、紧急搜救行动和智能战场等多个领域。近年来,WASN的发展趋势是引入节点的移动性,这样做不仅能够减少系统的维护成本,而且提高了对动态环境的适应性。在静态或移动节点自组织形成的无固定基础设施的动态网络中,节点移动性、有限的能量和带宽以及无线环境的不稳定性等因素,频繁导致网络拓扑结构发生变化。
AODV作为一种反应式路由协议,在网络拓扑变化时表现出良好的适应性,因此被广泛应用于WASN。当链路发生断裂时,AODV可以采取源节点修复(Source Repair)或者局部修复(Local Repair)机制,重新建立一条从源节点开始的新路由。然而,这种修复机制通常伴随着较大的控制开销和路径长度增加,因此如何设计更有效的路由修复机制是实现高效率网络通信的关键所在。
针对上述问题,研究者们提出了PLRM机制,该机制旨在通过提前监测链路质量和其他性能退化来预防性地避免链路断裂。PLRM机制的核心是通过预测性地检测到链路质量下降的征兆,从而及时采取行动来修复或重新规划路由,减少链路断裂导致的重新路由开销。与传统的AODV路由修复机制相比,PLRM通过降低控制开销和缩短路由长度,从而改善了数据包延迟和交付率,提高了网络的整体性能。
文章通过对AODV路由协议和其在WASN中链路断裂问题的分析,深入探讨了提出PLRM机制的必要性和优势,通过仿真实验验证了该机制在数据包延迟、控制开销和数据包交付率等性能指标方面的优势。该研究对于理解和改进WASN中的路由机制有着重要的意义,为未来的WASN应用和研究提供了新的思路和方法。
无线自组织传感器网络中的路由修复问题,特别是链路断裂的高效处理,是提升网络性能的关键。PLRM机制通过监测和提前介入的方式,提供了一种有效的解决方案,减少了因链路断裂导致的网络性能下降问题。研究团队提供的仿真实验结果支持了PLRM机制的有效性,为AODV协议在实际应用中的性能优化提供了理论和实践指导。