题目：基于服务区分的无线多媒体传感器网络路由协议

摘  要
无线多媒体传感器网络是在无线传感器网络基础上发展而来的一种新型分布式网络，布设在无人值守的环境中自主完成指定的任务，感知、收集、传递比传统的无线传感器网络更加丰富的音频、视频、图像等多媒体信息，广泛应用于战场可视化监控、环境监测、安全监控、交通监控、智能家居、医疗卫生等领域，实现细粒度、精准信息的监测。
路由协议的研究一直是传感器网络研究的重点，在无线多媒体传感器网络中也不例外。传统的无线传感器网络路由协议主要考虑如何节省网络能耗的问题，无线多媒体传感器网络则由于多媒体数据的引入，路由协议的设计除考虑网络能耗的问题外，还应考虑不同的应用对网络延时、分组丢失率等质量参数提出的不同要求，须在路由协议中提供相应机制满足用户对服务质量的要求，所以将服务质量（QoS，quality of service）概念引入到无线传感器网络的路由协议中具有重要的现实意义与实际价值。为此，本文提出了一个基于服务区分的无线多媒体传感器网络路由协议，主要的研究内容如下：
（1）研究无线多媒体传感器网络、无线传感器网络中的基于QoS的路由协议的相关内容。
介绍无线多媒体传感器网络的出现背景和发展，分析无线多媒体传感器网络路由协议的特点和要求，总结无线传感器网络中基于QoS的主要路由协议的设计思想和工作过程，指出目前基于QoS的主要路由协议应用在无线多媒体传感器网络中存在的问题与改进的方法；
（2）分析了多媒体传感器网络中最重要的服务区分参数：可靠性以及时延。可靠性表现为高优先级的传感数据传送至基站节点的概率也越高，数据包传送至基站节点的可靠性概率通常由源到终点所经路由的丢包率所决定；时延表现为高优先级的数据包抵达基站节点的时延要少于低优先级的数据包，也就是说，低优先级的数据包需选择源到终点相对时延较长的路径为优先级高的数据包让路；
（3）借鉴经典的定向扩散路由协议，本文提出了基于服务区分的无线多媒体传感器网络路由协议，该协议分为路径建立阶段、路径选择阶段和路径修复阶段，路径建立阶段又包括兴趣扩散和梯度建立两部分，路经建立阶段由sink节点发起，以告知网络中所有节点需要寻找的源节点信息和本次扩散所需查找哪些质量参数的路径为目的；梯度建立阶段，在“兴趣”消息的传播过程中，协议逐跳地在每个传感器节点上建立反向梯度，收集相应链路能够提供的服务质量，兴趣数据包中记载所经过的性能最优的一组路径；路径选择阶段，节点根据用户提出的服务要求，选择满足要求的路径对感应数据进行传输；路径修复阶段对出现空洞的路由进行修复，建立新的传输路径。
（4）采用OPNET仿真平台进行仿真，仿真结果表明，与定向扩散算法相比，该算法能降低实时业务的端到端延时，能降低传输过程中的丢包比率。