[论文解读] Routing protocols for mobile sensor networks: a comparative study

Shahzad Ali, Sajjad A. Madani+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 1, 2014

Energy Efficient Wireless Sensor Networks参考文献 22被引用 7

一句话总结

本文比较了移动无线传感器网络中基于簇的定位与非定位路由协议，评估了在分组交付率、丢包率、网络寿命和控制开销方面的性能表现。结果表明，基于定位的协议可减少分组丢失，但因定位过程导致能耗增加；而非定位协议则通过牺牲更高的丢包率来延长网络寿命。

ABSTRACT

This paper presents a comparison of cluster-based position and non position-based routing protocols for mobile wireless sensor networks to outline design considerations of protocols for mobile environments. The selected protocols are compared on the basis of multiple parameters, which include packet delivery ratio, packet loss, network lifetime, and control overhead using variable number of nodes and speeds. The extensive simulation and analysis of results show that position-based routing protocols incur less packet loss as compared to the non position based protocols. However, position-based protocols require localization mechanism or a GPS for the location information, which consumes energy and affects the network lifetime. Alternatively, non position-based protocols are more energy efficient and provide extended network lifetime.

研究动机与目标

• 评估并比较移动无线传感器网络中基于簇的定位与非定位路由协议。
• 识别移动环境中能量效率与分组交付性能之间的设计权衡。
• 分析节点移动性（速度与数量）对协议性能的影响。
• 评估定位机制对网络寿命和控制开销的影响。

提出的方法

• 在不同节点数量和移动速度下，基于仿真的评估选定的基于簇的路由协议。
• 采用包括分组交付率、分组丢失率、网络寿命和控制开销在内的性能指标。
• 在基于定位的协议中引入定位机制，为路由决策提供位置信息。
• 在相同仿真条件下比较各协议，以确保评估的公平性。
• 分析与定位和路由开销相关的能耗模式。

实验结果

研究问题

• RQ1 在移动条件下，基于定位与非定位路由协议在分组交付率方面有何差异？
• RQ2 节点移动性（速度与数量）对两种协议类型的分组丢失率有何影响？
• RQ3 定位机制的使用如何影响基于定位协议的网络寿命？
• RQ4 非定位协议在能量效率方面相对于基于定位协议的优越程度如何？

主要发现

• 由于更高效的转发决策，基于定位的路由协议相比非定位协议具有更低的分组丢失率。
• 非定位协议因避免高能耗的定位过程，表现出更长的网络寿命。
• 由于需要定期更新位置信息和使用定位机制，基于定位的协议控制开销更高。
• 基于定位的协议能耗显著增加，主要源于GPS或定位需求，从而降低了整体网络寿命。