試論延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

張曉瑞

摘 要

本文主要分析了延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)常見的一些數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)漏洞和存在問題，闡述了在當(dāng)前形勢下，改進(jìn)該技術(shù)的重要性，針對其數(shù)據(jù)傳輸中存在的問題進(jìn)行研究。筆者通過研究，總結(jié)和歸納自身多年工作經(jīng)驗，提出一些創(chuàng)新技術(shù)。希望通過本文的分析能幫助相關(guān)研發(fā)單位提高數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)水平和質(zhì)量，能更好地應(yīng)對工作中存在的問題。

【關(guān)鍵詞】延遲容忍移動 傳感器 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 傳輸技術(shù)

延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)技術(shù)，是一種新技術(shù)，傳感器由無線網(wǎng)絡(luò)連接，使用范圍較廣。如水下信息采集、智能交通以及獲得戰(zhàn)場情報等。但其在運(yùn)用時也發(fā)現(xiàn)了不少問題，因此，探討、分析該技術(shù)存在的問題具有重要的作用和意義，只有找到影響其運(yùn)行的因素，并積極尋找解決對策，才能解決技術(shù)中存在的問題，提高這種新技術(shù)的水平和質(zhì)量。

1 延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 相鄰節(jié)點(diǎn)的連接探測

該傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行時，無法感知到鄰居節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)時間和分布區(qū)域，節(jié)點(diǎn)為了把采集到的數(shù)據(jù)及時的傳輸給基站，需要不間斷地對例句節(jié)點(diǎn)進(jìn)行探測。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接時間間隔過長時，這種不間斷地測探工作，會使傳感器中能量受到限制的節(jié)點(diǎn)過早將能量消耗殆盡，使所有網(wǎng)絡(luò)使用期限受到影響。

1.2 傳輸數(shù)據(jù)的路由

移動是DTMSN節(jié)點(diǎn)的一大特性，網(wǎng)絡(luò)圖論的更新速度較快，各個節(jié)點(diǎn)間沒有相對穩(wěn)定的對端連接，使得該類傳感器網(wǎng)絡(luò)無法套用靜態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸體制。為保證其數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行裕话憔W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)會使用“儲存-挾帶-轉(zhuǎn)給”這種固定模式對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，這種方式存在一些缺陷，如延遲較高、成功幾率較低。

節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)給時，為了保證成功率，使延遲降低，通常會將多個信息復(fù)制文本進(jìn)行傳輸，但是，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)沒有較大的空間對接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，大大降低了傳感器網(wǎng)絡(luò)的儲存能力。若沒有完善的控制機(jī)制對復(fù)本和轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行控制，會導(dǎo)致儲存容積極易消耗殆盡，其數(shù)據(jù)傳輸功能會受到嚴(yán)重影響。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

確保傳輸數(shù)據(jù)的安全性，是該網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵所在。如若沒有安全保障體系對其進(jìn)行控制，盡管其傳輸路由有效性再強(qiáng)，也沒有任何意義。因網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)儲存空間較小、圖論更新過快、通訊間隔較短，且其處理運(yùn)算能力有限，使得該類網(wǎng)絡(luò)安全性能較低，易受到外界病毒或是黑客的攻擊，嚴(yán)重影響到其功能的發(fā)揮。傳統(tǒng)無線感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩夹g(shù)已較為完善，但這些技術(shù)在DTMSN中并不適用。

2 延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸創(chuàng)新技術(shù)

2.1 互質(zhì)周期

以互質(zhì)周期作為異步節(jié)點(diǎn)連接的探測基礎(chǔ)，可有效改善該類傳感器網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)連接探測問題，其主要的運(yùn)行原理是將網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分成睡眠與喚醒兩種狀態(tài)。為了降低探測時的能耗，可以再探測使用一種基于互質(zhì)周期的時隙睡眠探測方法，這種方法能保證在沒有預(yù)先連接信息的前提下，各個節(jié)點(diǎn)異步完成高效的探測，且成功率和精確度很高，是一種可行的方案；同時，可對RWP運(yùn)動模型進(jìn)行分析，利用其特有的統(tǒng)計方法，將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域劃分后，將其中相鄰節(jié)點(diǎn)的相遇和出現(xiàn)概率與分布范圍進(jìn)行計算，并制定科學(xué)、合理的探測方案，可有效提高節(jié)點(diǎn)的探測效率。

2.2 節(jié)點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)

將其作為感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)的主要運(yùn)作方式，對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，可有效解決路由問題。其主要運(yùn)行原理是讓f1、f2這兩個通訊頻率分別進(jìn)入到的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和獲取。在f1這一頻率上，主要是降低原先使用GPS使帶來的高成本，其使用TDOA和節(jié)點(diǎn)的周期性對其節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)地點(diǎn)、方向以及速度等運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行定位，以便對下一時段節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的位置以及傳輸幾率進(jìn)行估算；在f2這一頻率上，數(shù)據(jù)是否轉(zhuǎn)給路由需要各個節(jié)點(diǎn)的傳輸概率進(jìn)行比較后決定；還可利用MSAD的自私法則與信息時效對消息進(jìn)行排列管理，特有效提高消息發(fā)送的均衡性和數(shù)據(jù)傳輸效率。

2.3 節(jié)點(diǎn)相互認(rèn)證機(jī)制

該類感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證體系可被克隆，因此，為了提高傳輸數(shù)據(jù)的安全性，利用一種物理的不可復(fù)制性能（MAP）建立起認(rèn)證體系，利用節(jié)點(diǎn)，對不可復(fù)制性能和體系將的激勵、響應(yīng)信息進(jìn)行存儲，使其相互認(rèn)證等到實(shí)現(xiàn)。該體系可有效降低以往相互認(rèn)證體系對信息數(shù)據(jù)庫的過度依賴，其較高的安全性可防止數(shù)據(jù)不被克隆。對MAP進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)可利用該性能制定一個專屬于DTMSN的密鑰管理體制，這種體制管理方法較為便捷，且具備較高的安全性，可保證延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的安全性。

3 結(jié)束語

綜上所述，延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸中存在一些問題，如相鄰節(jié)點(diǎn)的連接探測方式不合理、傳輸數(shù)據(jù)路由延遲較高，且成功率較低、數(shù)據(jù)傳輸安全等不到保障等。這些問題嚴(yán)重制約著其數(shù)據(jù)傳輸工作的順利開展，必須要解決這些問題，才能提高數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的質(zhì)量。筆者提出，首先，可在互質(zhì)周期的基礎(chǔ)上，使異步節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接探測，提高探測效率；其次，利用節(jié)點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)，感知下一時段內(nèi)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的位置和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母怕?；最后，可利用物理不可?fù)制性能與節(jié)點(diǎn)的相互認(rèn)證體系相結(jié)合，提高傳輸數(shù)據(jù)的安全性。筆者希望更多的專業(yè)人士能投入到該課題研究中，針對文中存在的不足，提出指正建議，為提高我國延遲容忍移動傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)做出重要的貢獻(xiàn)。

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作者單位

邢臺博瑞通信建設(shè)有限公司 河北省邢臺市 054001