关键字 |
| 凸包,ALBA-R GDSTR、LDSTR greedy-hull,生成树 |
介绍 |
| 在地理路由每个节点可以确定自己的位置,来源是意识到目的地的位置。用这个信息消息可以被路由到目的地之前没有网络拓扑的知识或者路线发现路线选择在一些路由算法是通过选择在多个指标结合在单一的指标。几个路由度量用于在各种地理路由协议实现高效的路由。路由协议中一些问题识别即贪婪路由简单,它不提供交货保证,另一方面MFF路由提供交付担保,但复杂,可能会产生非常低效率的路径,最后整平成本和位置信息不可用地理路由部署的重大问题。几个相关的地理路由协议实现达到好的坐标位置信息是不可用的。GDSTR(贪婪分布式生成树路由)交换机路由在平面图的生成树,而不是当数据包在死角贪婪转发。在树上选择一个方向,朝着目的地最有可能取得进展,每个GDSTR节点维护的摘要下面的子树所覆盖的区域每个树邻国使用凸壳。这种分布式数据结构称为船体树。GDSTR不仅需要一个数量级少带宽来维护这些船体树,它经常达到更好的路由性能比其他planarization-based地理路由算法。 |
相关工作 |
| h .高木涉et al .,(1984)[2]在本文中多次反射数据包广播和随机分布的终端网络,最优传输半径最大化的预期进度确定数据包所需的方向与各种传输协议和网络配置。B.N. Clarket et al .,(1990)[3]本文单位圆盘图十字路口同等大小的圆圈在平面上的图形:他们用图论提供一个广播网络(蜂窝网络)和模型在计算几何的一些问题。e . Kranakis et al。(1999)[5]提出了一种路由算法称为本地路由算法找到出发点和目的地的位置。p . Bose et al .,[6]摘要特设无线网络路由问题建模为单元图节点的点在平面上和两个节点可以交流如果它们之间的距离小于某个固定单元。k . Seada et al .,[7]本文没有位置错误,使用结合贪婪地理路由转发和面临路由已被证明正确有效地工作。Y.-J。金正日et al .,(2005)摘要地理路由被广泛誉为最有前途的方法一般可伸缩的无线路由。然而,所有当前的正确性提出地理路由算法依赖于对收音机和理想化的假设产生的连接图。[7]问:方舟子et al .,(2006)的传感器网络部署,空间分布的传感器通常是远非一致[8]。p . Casari et al。(2007)[6]摘要地理转发的无线传感器网络(WSN)长期以来遭受的问题绕过“死角”,即。,这些地区在网络任何节点的方向可以找到数据收集点(沉)。 Z. Li, R. Li, Y. Wei (2010) Localization is one of the key techniques in wireless sensor network. The location estimation methods can be classified into target/source localization and node self-localization. In target localization, mainly introduce the energy-based method. [4]A. Camillo et al., (2013) presents IRIS, an integrated interest dissemination and convergecasting solution for wireless sensor networks (WSNs). The interest dissemination protocol is used to build and maintain the network topology and for task/instruction assignment.[5] S. Ruhrup et al., (2013) in this paper beaconless or contention-based geographic routing algorithms forward packet towards a geographical destination reactively without the knowledge of the neighborhood.[9] Such algorithms allow greedy forwarding. Anandhi.R, R.Manicka chezian(2014) presents an Overview of geographic routing protocols in wireless sensor network. In WSN, the state required to be maintained is minimum and low overhead, in addition to their fast response to dynamics. [1] |
GDSTR概述 |
| 贪婪的分布式生成树路由(GDSTR)描述船体树,用于路由和他们是如何建造和维护。它还描述船体树可用于实现geocast和近似路由和改善GDSTR GDSTR变异达到优越的密集网络路由性能与小的空洞。像以前的地理路由算法,GDSTR尽量使用简单的贪婪转发转发数据包。它只开关在生成树转发路由空洞周围包,,逃离一个局部最小值。[11]开关尽快回到贪婪转发它是可行的。GDSTR的原因是能够保证在连接网络中数据包的交付是树遍历模式是保证交付数据包转发给网络中的任何节点没有贪婪转发。 |
| 一个包含所有生成树n个节点在网络中,我们可以成功的将数据包在网络任何节点通过遍历树的方式类似于深度优先搜索。这遍历不需要状态存储在包,保证包将在不超过2 n - 3啤酒花。如果没有找到指定的目的地在树上,然后我们可以终止在完全遍历2 n - 2跳如果起始节点数据包存储信息。提出工作的主要贡献是一个新的分布式数据结构的定义,一个增广生成树,我们称之为一个船体树,允许限制上面的搜索问题小完整生成树的子树对于一个给定的目标,从而保证数据包交付在不到2 n - 3啤酒花。 |
船体的树木 |
| 船体树是一个生成树,每个节点都有一个关联的凸包,其中包含所有其后代节点的位置。船体树提供了一种聚合位置信息,他们是由聚合凸包信息树。此信息用于路由避免那些无效的路径;相反,我们遍历显著降低子树,只有节点组成的包含目标点的凸壳。[12] |
| 基本的船体树中每个节点存储信息的凸壳含有子树中的所有节点的坐标与图1中指定它的每个子节点。凸包信息聚合树。每个节点计算其凸包从联盟的协调和凸壳上的点的子节点,这个信息是传达到父节点。因此,凸包与根节点是整个网络的凸包,包含网络中的所有节点。 |
生成树结构 |
| 后评价的生成树算法,发现minimal-depth树收益最佳的路由性能。minimal-depth树是由每个节点选择的邻居最小跳数根作为它的父类。当一个节点有多个相邻节点之间的选择,从根相同数量的啤酒花,优先选择最近的节点。[13] |
| 事后看来,难怪minimal-depth树收益最佳的路由性能。首先,minimaldepth树会优先选择短链接。参考图2中的示例应该明确,减少交叉链接的出现短链接。 |
| 空白的地区最近的根称为uptree地区。在这个地区,空白的边缘不船体树中的边,因此路由在这个地区包括路由树。其余的部分空白,所有的边(1除外)是min-depth树的一部分。因为min-depth收益率之间的最短路径树和它的所有祖先节点,每个节点树遍历是有效的在这些地区。因为生成树不包含周期,但必须包含网络中的所有节点,另一边有一个边缘的空白从根在树不是一个优势。我们称之为缺失的环节。这个失踪的边缘限制数据包转发的无效使用这种船体树只有一个方向。鉴于两个船体树,我们观察到,只要两棵树不共享相同的缺失的环节,他们将一起允许空白被遍历两个方向(顺时针和逆时针方向)的空白。增加的概率生成船体树覆盖不相交区域的空白,一种方法是设置根部两端的网络。 |
提出GDSTR |
| GDSTR适用于稀疏网络大的空洞。密集的网络,地理路由算法可以实现更好的性能,因为空洞往往是小,一般货运方向并不重要。是因为当之间有许多啤酒花船体的根树木和树叶,船体的树木不能近似空间相当以及平面脸GDSTR因此产生额外的路由开销。同时,geocast预计将船体树很大时效率较低。 |
| 一个可能的方法是使用GDSTR面对稀疏网络和地理路由算法在适度密集的网络。然而,这种方法并没有解决高维护成本的区域网络图。另一个问题是,大型网络可能是异构的,一些密集的地区和一些稀疏的地区。理想情况下,一个好的地理路由算法应该适用于所有密度的网络。提出系统改进GDSTR GDSTR的一个变种,这其中包括本地信息提高路由和geocast密集网络的性能。 |
| 概述: |
| 的关键想法改进LGDSTR增加GDSTR额外有两个当地的树木和森林greedy-hull转发模式。在LGDSTR,节点将首次尝试将数据包转发贪婪地。如果贪婪转发失败,它将切换到新的greedy-hull转发模式通过使用中包含的信息的凸壳当地船体树。由当地,我们意味着树只包含有限的节点位置。因为不能保证正确性,只转发了。 |
| 有时不能使用当地的树和在这种情况下,一个节点将切换到转发的两个原始全球船体树,这是保证成功。为了实现greedy-hull转发,当地船体树采用凸壳聚合算法不同,受雇于GDSTR保持全球船体树。这个新的聚合机制提出了一种节点,通过每个相邻节点的位置。聚合船体这种方式,每个节点广播所有邻国的外壳,而不是自己的船体。说明当地的船体树聚合算法的例子如图3所示。特别是,每个邻居都包含一组相关的凸包可及的目标点的邻居。在这个例子中,两个节点n1和n2有三个邻居。在图3(一个),显示凸壳从n1的角度来看。在这个新计划下,n2的keepalive信息将包含n1的船体,它们和n6视角。从n1的角度来看,其凸包n2的凸包包含n2和它们和n6凸壳。 |
| 在图3 (b),从n2的角度来看,其凸包n1是凸包,其中包含n1和n3的凸壳和陶瓷。这为每个节点提供一个视图的地理坐标通过每个相邻节点的树。在图4中,节点接收数据包的目的地t和必须决定如何转发数据包。从节点年代是贪婪转发一条死胡同,它试图greedy-hull转发的数据包转发模式。在这种模式下,节点考虑周边节点的凸壳,发现船体上的点是最接近目的地t。它是点r n2凸包的节点。因此,节点将数据包转发到n2代替n1。GDSTR等的协调节点的分组交换机记录为nmin greedy-hull转发模式和数据包将恢复到贪婪转发模式一旦如果切换到贪婪模式。在前者情况下,数据包将切换到GDSTR树遍历模式两个可用的全球树木之一。phull只是更新的值是单调接近目标。如果一个数据包在贪婪转发模式最终在一条死胡同和相关节点没有凸包有一点接近phull,数据包将绕过greedy-hull转发模式和直接切换到树遍历树的两个全球。 This is to prevent oscillations. |
| b .本地树木GDSTR: |
| 构建当地的船体树,把坐标空间划分成固定长度的方格网,和所有的节点在每个网格将相同的地方树的成员。当地树的根节点的坐标是接近一个网格的中心广场。建立这样一个树的过程有两个步骤:首先,一个节点试图数据包路由到其本地电网的中心广场。这样做将允许它确定其本地树的根节点。接下来,它决定了母公司通过路由数据包到根节点。第二步是必要的,因为一个给定节点可能没有连接到根的船体树通过邻国在同一网格。这是图5所示的示例中所示(一个)。在这个例子中,r是当地船体树的根节点,因为它是最近的方格网的中心;然而与邻居节点s是超出了方格网。结果当地船体树Figure.5所示(b)。这个例子也显示,有可能网格的边缘广场附近的节点是当地成员船体的树木相邻网格方块。 The strict membership condition imposed that all the nodes within each grid square belong to the same local hull tree to provide correctness guarantees for geocast. |
绩效评估 |
| 提出的目标是比较的基本算法行为LGDSTR其他地理路由算法。路由性能是衡量对两个指标:1)路径拉伸2)跳拉伸路径拉伸比总路径长度最短路径的两个节点之间的欧几里得距离();跳段的比例是啤酒花的数量在两个节点之间的路由的跳数的最短路径(啤酒花而言)。绩效评估是衡量的: |
| 1)网络密度的影响2)网络规模的影响。3)障碍的影响。一般来说,船体GDSTR只使用两个全球树。理解权衡,我们比较的性能LGDSTR与当地一个和两个树(除了两个全球树)与2 - 4,GDSTR全球船体树来决定我们是否会看到相同的性能GDSTR三个或四个全球的树木。 |
| 特别是,我们发现比GDSTR和ALBA-R LGDSTR达到更好的路由性能。LGDSTR能够超越GDSTR和LGDSTR的路由性能。500 -节点网络,与两个地方船体LGDSTR树达到17%的改善在GDSTR(有两个全球船体树)和拉伸比ALBA-R低8%。 |
| 最后,LGDSTR能够实现在拉伸性能提高到17% GDSTR和一个低8%比ALBA-R伸展,最好的密集网络现有的路由算法,用小的空洞。我们还展示了比我们可以实现geocast少10%开销LGDSTR船体树木相比,GDSTR(两个船体树)。此外,我们的算法可能会不需要消息网络的最小数量的两倍以上的大小小于500个节点。 |
结论 |
| 本文解释了提高性能指标的LGDSTR跳拉伸和路径。这是更有效地比其他路由算法GDSTR ALBA-R。潜在的直觉的地理路由节点的物理位置相对于目的地的包提供了一个很好的提示正确转发方向。虽然LGDSTR目前实现在三维笛卡尔坐标,它是适用于高维空间中的坐标,由于凸壳专业更高的维度。最后LGDSTR可以取得更好的路由在高维空间中延伸。挑战实现由当地GDSTR减少局部最小值在3 d,包交货保证,跳段接近1,执行2 d在性能和成本,扩展网络多达500个节点。 |
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表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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数据乍一看 |
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引用 |
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