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无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSN)是在无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的基础上发展而来的新型传感器网络。作为WSN与多媒体处理技术相结合的产物,WMSN既具有WSN部署灵活、自组织、经济性好等优点,又弥补了其在多媒体数据采集方面的不足,满足对复杂环境进行监测的需要。WMSN在智能监控、远程医疗等方向有着广阔的应用前景。
WMSN采集、处理和传输大量音视频信息,具有数据量大、实时性要求高等特点。为保证高效利用节点资源和正确传递采集信息,路由协议在多媒体数据传输中既要保证能量均衡,又要满足服务质量方面的要求。音频和视频信息的引入使针对WSN的路由算法难以直接应用于WMSN。路由作为WMSN的重要支撑技术成为研究的热点。
本文首先对WMSN做了全面介绍,包括WMSN的概念,体系架构,应用领域和研究中的关键技术。然后,针对WMSN的特点,分析其路由设计方面的挑战和目标,介绍了几种常见的WMSN路由算法,分析WMSN路由协议发展方向。重点研究了无线自组网按需驱动距离矢量路由算法(Ad hoc On Demand Distance Vector routing,AODV),包括其路由发现和维护过程。分析多路径路由算法和拥塞避免机制。针对WMSN传输大量数据特点,并结合AODV路由算法优势,提出了能量高效的多路径AODV路由算法(Eneryg Efficient Multipath AODV routing,EEMP-AODV)。该算法建立从源节点到目的节点的多条路径,保证数据的可靠传输。在路径的选择上综合考虑了路径跳数和节点剩余能量,用以保证能量均衡,延长网络生存期。同时,该算法结合新型的部分不相交路径路由结构,使用了分流的方式避免拥塞,以提高网络吞吐量。最后,为验证EEMP-AODV路由算法的有效性,本文使用NS2仿真软件在相同的模拟环境中,对AODV、AOMDV(Ad Hoc On-Demand Multipath Distance Vector routing)和EEMP-AODV路由算法进行了仿真对比,显示EEMP-AODV路由算法在实时性、可靠性、吞吐量和网络生存期方面有着明显性能提升。
WMSN采集、处理和传输大量音视频信息,具有数据量大、实时性要求高等特点。为保证高效利用节点资源和正确传递采集信息,路由协议在多媒体数据传输中既要保证能量均衡,又要满足服务质量方面的要求。音频和视频信息的引入使针对WSN的路由算法难以直接应用于WMSN。路由作为WMSN的重要支撑技术成为研究的热点。
本文首先对WMSN做了全面介绍,包括WMSN的概念,体系架构,应用领域和研究中的关键技术。然后,针对WMSN的特点,分析其路由设计方面的挑战和目标,介绍了几种常见的WMSN路由算法,分析WMSN路由协议发展方向。重点研究了无线自组网按需驱动距离矢量路由算法(Ad hoc On Demand Distance Vector routing,AODV),包括其路由发现和维护过程。分析多路径路由算法和拥塞避免机制。针对WMSN传输大量数据特点,并结合AODV路由算法优势,提出了能量高效的多路径AODV路由算法(Eneryg Efficient Multipath AODV routing,EEMP-AODV)。该算法建立从源节点到目的节点的多条路径,保证数据的可靠传输。在路径的选择上综合考虑了路径跳数和节点剩余能量,用以保证能量均衡,延长网络生存期。同时,该算法结合新型的部分不相交路径路由结构,使用了分流的方式避免拥塞,以提高网络吞吐量。最后,为验证EEMP-AODV路由算法的有效性,本文使用NS2仿真软件在相同的模拟环境中,对AODV、AOMDV(Ad Hoc On-Demand Multipath Distance Vector routing)和EEMP-AODV路由算法进行了仿真对比,显示EEMP-AODV路由算法在实时性、可靠性、吞吐量和网络生存期方面有着明显性能提升。