Research on Routing Protocols for Wireless Body Area Network

论文摘要

近来,在远程移动健康系统或远程医疗方面开展了越来越多的网络传感器研究。在这些应用中分布在人体附近的传感器形成了一个需要重要考虑的无线体感网。有一些关于健康医疗传感器的案例,比如说心电图传感器、脑电图传感器、肌电图传感器、运动传感器、血压传感器、经常来识别和监控人体姿势的加速度传感器、血糖传感器、温度传感器、二氧化碳传感器等等。这些传感器在功能上是不同的,其依赖于观察单个人体传感器节点变化的健康问题。这些传感器与网关能够以一个星型拓扑结构或者簇进行通信。与现有的技术来比较,例如无线局域网,体域网能够在人体内部或周围利用复杂的普遍的无线计算设备来实现无线通信。基于体感网的医疗监控系统的一般结构组成的人体传感器,能把数据送到附近的私人服务器上例如掌上电脑,然后通过蓝牙或者无线局域网连接远程的医生网站从而进行医疗诊断或者根据访问的医疗数据库或相应的设备来给出相应的警告。在这个网络中的的研究热点问题包括路由协议的可靠性和能源效率。可靠性是非常重要的因为大部分的关键性质的数据有人的医疗健康信息并且这些信息是不能被干扰的。还有一点是能源效率因为特别是在人体内部传感器系统中通常对于维修传感器的寿命很困难。在这篇论文中我们分析了三种突出的路由协议AODV, DSR和DSDV,这些是基于对人体内部通信使用IEEE802.15.4MAC协议的无线体感网的关键特征。虽然蓝牙在短距离通信的无线协议里比较流行,但是体域网需要的是支持网状网络、低延时通信、安全和低功率工作周期的协议。在这个实验中,包的传输效率和端到端的平均延时是用来衡量数据包的可靠性和能源节省的效率,同时还要考虑节点的移动性、网络通信的区域和节点的数量。由实验分析可知,AODV和DSR协议有很好的可靠性,但是由于它的高级路由表,DSDV的性能非常差有超过90%的丢包率。此外,在能源节省的效率方面,DSR和AODV差不多,但DSDV的性能相对来说更加差一点。最后,特别是在生活中的紧急情况下和在网络性能差的情况下保证分组传递,我建议对有优先权的基于路由的AODV使用预定义偏好标签来提高服务质量。

论文目录

• ABSTRACT
• 摘要
• CHAPTER 1 INTRODUCTION
• 1.1 Overview of wireless body area network
• 1.2 MAC Layer communication
• 1.2.1 IEEE 802.15.4 MAC Protocol
• 1.3 Network layer communication
• 1.3.1 Routing in WSN AND WBAN
• 1.4 Motivation
• 1.5 Outline of thesis
• CHAPTER 2 ROUTING PROTOCOLS
• 2.1 Classification of the routing protocols
• 2.1.1 Based on the mechanism of routing information update
• 2.1.2 Based on Temporal Information for Routing
• 2.1.3 Based on routing topology
• 2.1.4 Based on location
• 2.2 Table-Driven Routing Protocols
• 2.2.1 Destination Sequenced Distance Vector（DSDV）protocol
• 2.2.2 Wireless Routing Protocol（WRP）protocol
• 2.3 On-demand routing protocols
• 2.3.1 Ad hoc On-Demand Distance Vector（AODV）routing protocol
• 2.3.2 Dynamic Source Routing（DSR）
• 2.3.3 Temporally-Ordered Routing Algorithm（TORA）protocol
• 2.4 Performance summary of AODV,DSR and DSDV
• 2.5 Routing protocols in WBAN
• 2.5.1 Temperature routing
• 2.5.2 Cluster based routing
• 2.5.3 Cross-layer protocols
• CHAPTER 3 ANALYSIS OF AODV,DSR,DSDV PROTOCOLS BASED ON WBAN
• 3.1 Metrics for Analysis
• 3.2 Simulation Results
• 3.3 Analysis
• CHAPTER 4 PRIORITY BASED ROUTING
• 4.1 Challenge in WBAN protocol
• 4.2 Priority based routing protocol
• 4.3 Methodology
• 4.4 Analytical Illustration
• 4.5 Protocol algorithm
• CHAPTER 5 CONCLUSION AND FUTURE RESEARCH
• 5.1 Conclusion
• 5.2 Future work
• REFERENCE
• ACKNOWLEDGEMENT