2．1 源與sink節點均固定的資料分發方案
源與sink節點均固定的感測器網路應用最為廣泛，常用於環境監測、搶險救災、防恐反恐以及交通流量監測等，吸引了許多研究者的關注，提出了以下典型的資料分發方案：
(1)基於外部儲存的資料分發方案es(external storage-based data dissemination scheme)[1]，這是使用最廣泛的一種方案，它依賴於乙個位於感測器網路外部的集中式基站，該基站用於收集和儲存感知資料。這種方案必須把源節點的所有感知資料傳送給基站，在查詢過多時，非常低效。
(2)基於資料中心儲存的資料分發方案dcs(data-centric storage-based data dissemination scheme)[2]，事件的感知資料被儲存在網路中的某些節點上，不管什麼查詢，資料都使用預定義的方式傳送。這種方案缺乏適應性，可能會引起很多不必要的資料傳輸，查詢效率較低。
(3)基於本地儲存的資料分發方案ls(local storage-based data dissemination scheme)，源節點只有收到sink節點的查詢時，才傳送資料給sink節點，這樣可以避免傳輸不必要的感知資料。這種方案需要乙個sink-source的匹配機制，使sink節點容易找到持有所需資料的源節點，大多數採用匹配機制遵循flood-response的模式，需要在網路中泛洪某些控制訊息。由於大範圍的網路泛洪，可能會引起嚴重的網路阻塞和大量的能量消耗。
(4)基於索引的資料分發方案(index-based data dissemination scheme)[3]，這種方案克服了以上幾種方案存在的問題。在這種方案中，負責監測某物件的源節點定期產生該監測物件的感知資料，並儲存到儲存節點上，儲存節點可能是該源節點，也可能是鄰近的某個節點。同時，儲存節點的位置資訊(稱為索引)，要增加到索引節點上。
當sink節點想查詢某個被監測物件產生的感知資料時，就傳送一條查詢訊息給有關的索引節點，索引節點收到該訊息後**查詢請求給相應的儲存節點，由儲存節點直接傳送查詢結果給sink節點。其基本思想如圖1所示。這種資料分發方案避免了傳送不需要的感知資料，也不需要把控制資訊泛洪到整個網路，改善了整個系統的效能，但是增加了維護索引節點的額外費用。
(5)多級資料分發方案(multi-resolution data dissemination scheme)[4]，綜合了ls和dcs資料分發方案的技術。其基本思想是在資料來源中選擇乙個頭節點，代表源節點在最近的註冊節點上進行註冊。sink節點把查詢傳送到所有註冊節點上，從註冊節點再把查詢傳送到所有匹配的頭節點，當頭節點收到查詢後，在資料來源內選擇一組節點進行查詢。
由於sink節點的位置包含在它分派的查詢中，查詢節點可以直接把感知資料傳送給sink節點，其基本思想如圖2所示。這種資料分發方案避免了查詢泛洪，能有效減少能量消耗。但是在資料來源中只是基於感知範圍引數來選擇查詢節點，沒有考慮資料的分布情況。
2.2 源節點固定而sink節點不固定的資料分發方案
源節點固定，而sink節點可以移動的感測器網路應用廣泛。每個移動的sink節點，只要定期報告它們的當前位置，就可從源節點處接收到感知資料。但頻繁的位置更新需要消耗大量能量，而頻寬和電池能量是嚴格受限的。
針對這種感測器網路的特點，研究者提出了一些資料分發方案，其中比較典型的有以下幾種：
(1)ttdd(two-tier data dissemination)資料分發方案[5]。該方案是把監測區域分成一些均勻的網格單元，把最靠近網格邊界的感測器節點稱為分發節點，用來**資料。當監測某個事件的源節點把事件泛洪到網路中時，對該事件感興趣的sink節點在其所在單元內泛洪查詢，最近的分發節點收到該查詢時，把查詢**給鄰近的分發節點，**處理一直持續到查詢到達源節點或擁有相應資料的分發節點。
在查詢**期間，建立傳送資料給sink節點的反向路徑。ttdd使用區域性查詢泛洪，有效防止了在大規模網路中的訊息**。然而網格構建和維護將導致相當大的開銷，頻寬和能量的使用效率低，而且區域性泛洪仍然會浪費大量能量。
(2)edda(efficient data dissemination and aggregation)資料分發方案[6]，這也是基於網格的資料分發方案，但edda克服了ttdd中存在的問題。在edda中，相同資料型別的源節點共享乙個網格結構來分發它們的感知資料，同時網格共享也提高了資料聚合的機會，而且用單目標廣播訊息取代了區域性泛洪。在edda中，sink使用hash函式來獲取鄰近的直接分發節點的位置，然後通過單目標廣播把查詢傳送給該節點。
但edda仍然要在監測區域上構建和維護網格。
(3)hdds(hierarchical data dissemination schemes)資料分發方案[7]。hdds通過構建不均勻的網格來分發資料。源節點在其配置領域的網格f內選擇乙個節點作為分發節點d，負責把源節點的感知資料傳送給f內的任意sink節點。
由於感測器節點的儲存容量有限，d只能為有限個(k個)sink服務，當d收到k+1個sink的預約訊息時，需要新增一層分發節點來處理。資料由d逐次**給由其增加的分發節點，直到**給sink**為止。在hdds中，資料從源到移動sink的傳送路徑，只有在傳送查詢期間才建立，且資料傳送路徑接近於最短路線，能夠更有效地減少總能量的消耗，但構建不均勻網格作為分發節點的覆蓋區域也要消耗能量。
(4)oddd(on-demand data dissemination)資料分發方案[8]。在oddd方案中，源節點不需要提前構建乙個虛擬網格，因此，oddd減少了在整個網路上建立和維護虛擬網格結構的費用。當源節點監測到某型別d的感知資料時，使用hash函式計算出網格點的位置，並把資料宣告訊息傳送給最靠近該網格點位置的節點n，如果存在d的分發路徑，就使用它來傳播資料宣告訊息；否則，n變成d的乙個網格點，沿著x軸**資料宣告訊息。
當sink節點想獲取型別d的資料時，它應用同乙個hash函式計算出直接分發點，並把查詢傳送給它，直接分發點沿著y軸**該查詢。如果網格點收到查詢，它將檢查廣播列表，檢視是否已包含查詢中指定的資料宣告。如果包含，則該網格點沿著資料宣告訊息相反的路徑**查詢給相應的源節點，源節點一旦收到該查詢，就開始沿著查詢宣告的相反路徑把資料傳送給sink，資料的**先沿著x軸，再沿著y軸到達sink節點。
2．3 源與sink節點均不固定的資料分發方案
當源節點和sink節點可以移動時，前面介紹的資料分發方案都不是很有效。參考文獻[9]提出了基於動態**樹的資料分發方案(dynamic proxy tree-based data dissemination scheme)，其基本思想是每個源節點或sink節點對應於乙個固定的節點，稱為源**或sink**，監測同一目標的源**和查詢該源的sink**形成一棵**樹，通過**樹，源節點可以把感知資料定期傳送給它的**，繼而再**給**樹中的多個sink**，每個sink節點可以查詢它的**來獲取資料。這種資料分發方案的關鍵是當源或sink**改變時，如何有效重建**樹，參考文獻[9]提出了兩種調整**樹的分布式**方案：
一種是最短路徑方案sp(shortest path-based scheme)；另一種是跨度範圍方案sr(spanning range-based scheme)。由於sr需要的控制訊息比sp少，因此，sr優於sp。
不同應用的無線感測器網路，需要設計不同的能量有效地資料分發方案，才能有效地利用有限的能量，更好地延長感測器節點和網路的生存時間。
參考文獻
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