南京航空航天大学硕士学位论文一种基于区分服务的无线传感器网络QoS路由协议的研究与设计姓名：王惠申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：章勇20061201南京航空航天大学硕士学位论文摘要无线传感器网络作为一种新型的具有广泛应用前景的无线自组网络，其有效路由协议是目前研究的热点。随着研究和应用不断深入，对传感器网络提出更高的要求：为不同的业务提供有保证的区分服务，同时能在全网范围内实现资源的充分有效利用。这个问题的解决将直接影响无线传感器网络的整体工作水平和实用化进程，QoS路由是解决该问题的关键技术之一。本文分析了在无线传感器网络中提供QoS支持所面临的挑战，并与传统网络中的QoS研究进行了比较，在现有网络层路由协议的设计思想的基础上，提出了一种可以支持多业务区分服务的QoS路由协议——DSQR协议。该协议综合泛洪传播和多路径传播方式的优点，采用“泛流式”传播方式将感知数据发送回汇聚节点。源节点执行数据采集任务时，将根据用户所发布任务的QoS需求将任务映射为不同的服务类别；然后通过控制泛流的流数和半径，在实时性、资源利用率和系统鲁棒性之间进行权衡，为异类数据采集业务提供有QoS保证的区分服务。此外，本协议还采取了节点主动修复的路由维护机制，并考虑了QoS升级机制，使得传感器网络能最大限度地支持应用的需求。最后，我们通过仿真实验对该协议的性能进行评估，结果表明所设计的协议可以支持不同业务间有差别的QoS服务需求，并且在信道错误率增高的情况下仍能保持良好的吞吐率和时延性能，增强了系统的鲁棒性，具有良好的实用价值。关键词：无线传感器网络，路由协议，区分服务，QoS路由，泛流i一种基于区分服务的无线传感器网络QoS路由协议的研究与设计AbstractAsanovelkindofwirelessAdhocnetworkwirelesssensornetworkisofhighlydiverseapplicationstheefficientroutingprotocolsofwhichisthefocusofcurrentresearch.WiththecontinuousdeepeningresearchandapplicationtheneedsofdifferentiatedserviceswithQoSassurancetosupportheterogeneoustelecommunicationexistinginwirelesssensornetworkarebecomingmoreandmoreergentbecauseitwillhaveadirectinfluenceontheoverallperformanceandthepracticabilityofthewirelesssensornetwork.QoSroutingisoneofthekeytechniquestosolvethisissue.ThispaperanalyzesthechallengesofprovidingQoSsupportinwirelesssensornetworkandcomparesitwiththeQoSissuesintraditionalnetworks.OnthebasisoftheexistingroutingprotocolsanewQoSroutingprotocolDSQRDifferentiatedServicesbasedQoSRoutingisproposedwhichcanprovidedifferentQoSsupportforheterogeneoustraffic.Thisnewprotocolimposesanewdatadisseminationmodecalledquotfloodingflowsquotwhichisacombinationoffloodingandmultipathmessagepropagationmode.Inthedatacollectingprocessthesourcenodewillmapthetaskstodifferentservicelevelsaccordingtotheuser’sinstructions.ThencustomfloodingflowswillbebuilttoprovidedifferentQoSsupportforthespecialtaskandwecouldbalancethereal-timeresourceusageandrobustnessofthesystembycontrollingtheradiusandnumberofthefloodingflows.Furthermoreanactiveroutemaint