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多汇聚LLN中基于双向父节点选择的高效RPL路由协议
标题：多汇聚LLN中基于双向父节点选择的高效RPL路由协议
摘要：
低功耗、低数据速率、大规模的无线传感器网络（LLN）部署已经在许多应用场景中得到广泛应用。为了解决LLN中的路由问题，RPL（RoutingProtocolforLow-PowerandLossyNetworks）协议被提出。然而，现有的RPL协议在多汇聚场景中性能不佳，主要原因是基于单向父节点选择的机制不适合多汇聚的情况，导致网络效率和能耗不理想。本文提出一种基于双向父节点选择的高效RPL路由协议，该协议通过选择更高效的双向父节点，有效提高了多汇聚LLN的网络性能和能源利用率。
1.引言
低功耗、低数据速率、大规模的无线传感器网络（LLN）广泛应用于物联网、智能城市等领域。RPL作为一种适用于LLN的路由协议，能够为无线传感器网络提供可靠的数据传输和数据查询服务。然而，现有的RPL协议在多汇聚场景中存在效率和能耗问题，本文旨在提出一种高效的RPL路由协议以解决这一问题。
2.相关工作
介绍了几种已有的RPL协议及其在多汇聚场景中的性能问题。当前的RPL协议通常依赖于单向的父节点选择，无法应对多汇聚场景中的复杂路由情况。
3.多汇聚LLN中的高效RPL路由协议设计
3.1双向父节点选择机制
提出了一种基于双向父节点选择的机制，通过双向的链路质量反馈以及信号强度信息来选择更优的父节点。该机制可以使得节点在选择父节点之前全面了解相邻节点的状态，从而确保了路由的质量和可靠性。
3.2路由优化算法
设计了一种路由优化算法，通过综合考虑节点的能级、链路质量和跳数等因素，选择具备更好性能的父节点。该算法能够在保证数据传输质量的同时降低网络能耗。
4.性能评估
通过以实际采集数据为基础的仿真实验，对提出的多汇聚LLN中基于双向父节点选择的高效RPL路由协议进行了性能评估。实验证明，该协议相比于现有的RPL协议在多汇聚场景下具有更好的性能表现，能够提高路由的质量和网络的能耗效率。
5.结论与展望
总结了本文提出的基于双向父节点选择的高效RPL路由协议的优点和性能，指出了其中的不足和改进方向。同时，对未来进一步研究的方向进行了展望，包括多路径路由、多汇聚场景下的移动性支持等。
参考文献：
[1]DeCoutoDSJ,AguayoD,BicketJ,etal.Ahigh-throughputpathmetricformulti-hopwirelessrouting[J].Wirelessnetworks,2003,11(4):419-434.
[2]WinterT,ThubertP,BrandtA,etal.RPL:IPv6routingprotocolforlow-powerandlossynetworks[J].RFC6550,2012.
关键词：LLN；RPL协议；双向父节点；多汇聚；性能评估