基于地理路由的更新探讨

参考文献（Yang et al.，2009）提出了一种局部位置更新方案，用于将数据包路由到移动执行器（如数据汇聚节点）。目标是支持每个传感器节点维护一个到执行器的路由下一跳，用于数据分发。路由下一跳是由地理路由协议GFG（Bose et al.，1999）确定的。在该方案中，执行器与传感器具有相同的传输半径r_c。在初始化阶段，它将自身的位置信息广播给网络中的每个节点（1次）。然后，开始在网络中移动，与邻居传感器周期性交换问候消息。必要时，执行器发送其位置更新消息，它被接收节点选择转发。文献综合考虑了受控移动性和非受控移动性两种情况。对于受控移动性来说，执行器知道它要到哪里，采用何种速率；对于非受控移动性，执行器没有这些知识。针对两种移动性模型，文献分别提出了两种版本方案。

在非受控移动性版本中，执行器通过监听邻居的周期性问候消息，来监视与其邻居的无线连接。如果节点被从其两跳区域中去除，则它认为相邻节点为消失邻居；如果节点被从其单跳区域中去除，但仍位于其两跳区域内，则认为相邻节点为半消失邻居。包含一个半消失邻居的当前邻居称为恢复邻居。执行器能够区分邻居，因为它采集邻居们的位置信息。

每当链路破坏或生成一条新的链路时，执行器向其相邻传感器，发送一条长位置更新消息。该消息包含了执行器最新位置信息和一个恢复邻居列表（它可能是空的）。恢复邻居列表不一定包含所有的恢复邻居。只要列出的节点包含所有半消失邻居就足够了。同时，执行器采用路由协议GFG，向消失邻居（如果存在的话）发送一条短位置更新消息，它包含了一个空的恢复邻居列表。一旦收到该位置更新消息，传感器检查它到执行器新位置的下一跳，是不是与到执行器旧位置的下一跳不同，同时检查传感器自身是否位于恢复邻居列表中。如果两个答案都是肯定的，它以局部广播方式传输该位置更新消息（1次）；否则，它不传输消息。节点通常会给指向目标的下一跳，转发一条短位置更新消息。

图8-4a说明了该方案在非受控执行器移动性情形中如何工作。执行器从a₁移动到a₂。在a₂处，它识别出消失邻居B和半消失邻居A。然后，它向当前邻居C和D发送一条长位置更新消息，并沿着路径（用带箭头的线表示）向B发送一条短位置更新消息。C重传该位置更新消息，因为它的下一跳发生变化，D重传该消息因为它是一个恢复邻居（包含了执行器的半消失邻居A）。节点E接收到来自于D的位置更新消息，然后重传该消息，因为它的下一跳发生变化。节点A接收到来自于D的位置更新消息，决定对其进行重传。节点F接收到由E转发的消息，但它不重传消息，因为它到汇聚节点的下一跳没有发生变化。长位置更新消息的传输最后在F处停止。在上述过程中，每个节点接收和丢弃重复的位置更新消息。虽然短位置更新消息沿着路径传输，但是它可能会被每个中间节点，根据同样的策略进行重传（图中未显示这些重传）。

图8-4 基于地理路由的更新(www.xing528.com)

a）非受控移动性 b）受控移动性

在受控移动性版本中，执行器知道哪些事件链路（何时）将被破坏。在链路被破坏之前，它向相应邻居发送一条位置更新消息，通知它们执行器的目标和运动速率。同时，它也给新发现的邻居发送这条位置更新消息。当传感器首次接收到位置更新消息时，它检查到执行器的当前下一跳与到执行器目标的下一跳是否相同。如果不同，它重传该消息。然后，它也可以估计执行器的到达时间，在将数据包传送给执行器新位置之前，以局部方式将其进行缓存。

由于局部数据缓存，因而可能导致数据分发延迟。为了减少延迟（同时降低本地存储空间的要求），可将执行器的长旅行，分解成若干段，并为那些中间目标更新位置消息。在重定位过程中，执行器可能突然决定以不同的速率移向另一个位置。在这种情况下，它采用GFG协议，向旧目标发送运动速率和新目标信息。必须保证最靠近执行器旧位置的节点接收到该信息。这个节点被称为锚节点。之后，它将接收来自于传感器路由到这个旧执行器目标的数据，并将这些数据重定向到执行器的新目标。锚节点形成一个路由骨干网，在经常发生的执行器意外改变目标的情况下，确保数据可靠传输。

图8-4b说明了这种方案在受控执行器移动性情形中如何工作。执行器首先从位置a₁移向位置a₂。在位置b₁（它与节点A之间的直接连接丢失）处，它向A发送其目标a₂和运动速率。在位置b₂处，它将其目标改为a₃，并将这种变化路由到最靠近旧目标a₂的锚节点B。之后，传感器A向a₂发送数据，数据被B接收，并被重定向到a₃。

基于地理路由的更新方案是基于洪泛的先应式位置服务。其位置更新依赖于仅限于必要区域内的洪泛。在这些区域内，节点到执行器的路由经历变化。洪泛区不是由执行器确定的，但是由分布式节点重传局部决策定义的。该方案是一种局部方法。我们认为这是一种前景看好的解决方案，消息传输效率比较高，可扩展性比较好。