基于区分服务的无线多媒体传感器网络QoS路由协议衷柳生，程良伦(广东工业大学自动化学院，广州，510006)摘要：针对无线多媒体传感器网络数据量大且不同业务传输的QoS约束不同的特点，本文提出了一种数据融合的区分服务的QoS路由算法（DF-DSQR）。该算法在兴趣泛洪期间建立实时（RT）业务和尽力而为（BE）业务两类梯度，采用优先级排队模型对两类业务的传输进行分级处理，并采用数据融合转发机制，为RT业务和BE业务提供了保证QoS的路由路径。仿真结果表明，该算法即能保证实时业务低时延的要求，又能保证尽力而为业务的QoS要求，均衡了网络能耗，延长了网络生存期。关键词：无线多媒体传感器网络；路由协议；区分服务；QoS；数据融合中图分类号：TP393.04文献标识码：AAQoSRoutingProtocolforWirelessMultimediaSensorNetworksBasedDifferentiatedServicesZHONGLiu-sheng,CHENGLiang-lun(FacultyofAutomation,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006)Abstract:AimingatlargedatatransmissionvolumeanddifferentQoSrequirementsforvarioustraffictransmissionlevelsinwirelessmultimediasensornetworks,adatafusionofdifferentiatedservicesQoSroutingalgorithm(DF-DSQR)hasbeenintroduced.Inthisalgorithm,establishtwogradientforrealtimebusinessandbest-effortbusinessduringtheinterestflooding,usethepriorityqueuemodelwhentransmitsthetwobusinessesanddatafusionforwardingmechanisms,providetheQoSpathforBEbusinessandRTbusiness.TheSimulationresultsshowthattheroutingcanguaranteelowlatencyrequirementsofreal-timebusiness,ensureQoSrequirementsforthebest-effortbusiness,balancetheenergyconsumptionandprolongthenetworklifetime.Keywords:wirelessmultimediasensornetworks;routing;differentiatedservices;QoS;datafusion0引言无线多媒体传感器网络（WMSNs，WirelessMultimediaSensorNetworks）是无线传感器网络（WSNs，wirelesssensorNetworks）的特殊形式，它由一组具有计算、存储和通信能力的多媒体传感器节点组成借助于网络中的节点感知周边环境的多种媒体（音频、视频、图像和数值等）信息，通过多跳的方式将数据传输到汇聚节点（Sink），汇聚节点再对检测数据进行分析，从而实现全面有效的环境监测[1]。WSNs与其他传统网络相比，具有资源受限、动态性强、结构自组织、网络大规模、以数据为中心和与应用密切相关等显著特点。作为WSNs的一种高级形态，WMSNs除了具有其共性外，还具有以下改进：1）感知媒体丰富，WMSNs中可同时存在音频、视频、图像、数值和文本等信息在内的多种数据类型；2）网络能力增强，节点的处理有原来的Mica系列的6MHz提高至数十甚至数百兆，存储能力也由KB量级增至MB量级。无线多媒体传感器网络可以提供多种不同类型的应用，如战场侦察、环境监测、目标跟踪、智能家居、安全敏感区域监控、公共安全监测、交通监控、人脸识别等，衡量每种应用的服务质量(QoS)标准不同。例如，在目标监控和跟踪系统中，实时音视频多媒体数据要求传输时延和抖动要小，允许一定错误；在环境的周期性监测中异常监测结果传输的可靠性要高；而对于工业进程控制，可靠性和实时性要求都比较高[2]。区分服务是无线多媒体传感器网络的一个重要特征。在不同的网络功能层面，感知和解释QoS的方式也不尽相同。例如，应用层QoS通常为用户和应用感知的质量；而网络层QoS被定义为网络提供给用户的服务质量的一种尺度。网络层QoS指的是网络上的一个保证，即根据时延、抖动、带宽和包丢失率，提供给用户/应用一系列可测的服务属性。应用/用户并不关心网络如何管理资源以提供QoS保证，他们只关注网络提供的服务本身，即直接影响应用质量的服务。从网络的观点来看，网络的目标是在最大化资源利用率的同时提供QoS服务。在传统的数据网络中，QoS需求源于大量出现的渴求端到端带宽资源的多媒体应用。端到端QoS参数的差异直接导致了多媒体应用的不同QoS需求。因此，多媒体应用与无线传感器网络的结合产生的无线多媒体传感器网络对QoS尤其敏感，迫切需要针对用户各类...