容迟移动传感器网络(Delay Tolerant Mobile Sensor Networking, DTMSN)中所有的结点协同工作实现一个共同的目的,即将具有时间和空间特性的传感数据传输到数据中心,公平性受到较少的关注。无线传感器结点主要关注能源消耗,而传感应用可能重视分组传递的低延迟或高可靠性,从而较少重视结点间公平性和结点的能量消耗。从DTMSN中介质访问控制(Medium Access Control, MAC)、路由选择和缓存管理等三个方面,来研究传感器结点所关注的能量节省和应用程序所重视的网络性能间的权衡关系,本论文将这三个方面的技术总称为分组传递技术。分组传递技术是DTMSN中的基本问题,几乎所有的网络应用都建立在分组传递的基础上。本文的贡献包括：1.高效节能和低延迟MAC方案能量消耗问题可以从两个方面来考虑和研究。一方面,开发高效节能的通信协议(如自我组织,信道接入和路由协议)以充分考虑到无线传感器网络的特殊性并积极关注功耗的问题；另一方面,查找出那些既耗能又不必要的网络活动,并减轻这些活动的影响。介质访问控制决定如何接入共享的无线信道以及在各结点之间分配有限的通信资源。一个好的MAC方案可以节省大量的能量和减少冲突的次数,并且能够迅速恢复冲突。带冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA with Collision Avoidance, CSMA/CA)有一个缺点,那就是需要结点连续地侦听信道是否空闲。这一要求导致了大量能源消耗,特别是当结点没有任何报文需要传输。为了解决这个在能源方面约束,许多无线传感器网络依赖于休眠／唤醒的协议,允许网络选择性地关掉传感器结点,或让它们进入低功耗的休眠模式。S-MAC协议介绍并使用了占空比运行模式。使用这个运行模式,结点活跃状态依据一个特定时间间隔(称为超帧)被安排与调度。在这个帧期间传感器结点休眠一段时间后,然后在该帧剩余时间内侦听并尝试使用信道。侦听时间间隔和整个帧持续时间之比被称为占空比。在休眠期间结点关闭无线收发机以节省能量,与此同时这个特定的结点可能与网络暂时性断开。(1)自适应队列竞争窗口的MAC方案(AQCW-MAC)S-MAC协议的占空比在侦听期间允许固定数量的报文进行传输。如果结点产生(或接受)的分组比它能立即传输的分组多,分组所经历的时延可能会增加。传输分组的MAC协议导致的时延一般称为介质接入时延,这是发送者接入物理信道所花费的并主要由介质访问控制决定的时间间隔。静态占空比可能会导致无法容忍的介质接入时延,从而形成分组队列,增加的队列长度可能会引起网络的拥塞,导致一些分组丢失。利用2跳邻域中各结点的队列长度信息来估计网络中的通信量,通过修改IEEE802.11的随机退避窗口算法,本论文提出了自适应竞争窗口的MAC,实现可变占空比的竞争窗口。当DTMSN中通信量高时,竞争窗口变大,发生冲突的机会就变少,从而节省了能量；当通信量较低时,竞争窗口变小,从而减少了介质接入时延。(2)自适应侦听和概率路由MAC的方案(AWPR-MAC)传感器结点进入休眠状态后,一方面可以节省能量,但是另一方面却带来接入时延,这是传感器应用程序所不愿意看到。一个理想的方案可能是,当前一跳完成传输时,相关的下一跳就被唤醒而不接着休眠,这就自适应侦听。改进的S-MAC协议增加了自适应侦听机制从而提供多跳感知功能。然而自适应侦听不承担路由发现的任务,也不负责规划数据报发送的路由,而是提供了一个尽力而为的解决方案。自适应侦听允许结点侦听数据报文的传输,如传输结束则这些结点将被唤醒,将它们选为下一跳。在DTMSN中结点如何识别它自己是否将成为上次传输结束后下一跳是非常重要的。当结点认为自己是即将到来下一跳时,该结点进行自适应侦听；否则该结点继续休眠。这样,既在一定程度上节省了能量又减少了时延。本论文使用概率路由和改进RTS/CTS的方法预测下一跳。2.QoS路由策略在DTMSN中路由问题通常指的是从传感器结点到汇聚结点找到一个多跳路径的任务,已经得到了研究界的巨大的关注。在传统路由协议中,选择向哪里转发分组可能是一件简单的事件,分组转发到某个邻居,该邻居到目的结点具有最低代价(如最小跳数)。由于网络中链路的可靠性比较高,报文通常仅被发送给某一个中间结点。然而在容迟移动网络中情况就很不相同了。当结点产生或接受到一个报文时,此时到目的端可能没有一个路径,因此该结点不得不保存该报文一段较长的或可变时间间隔,并且每当它与其它结点相遇时,必须决定是否将报文转发给其它结点。为了提高某个报文被交付给目的结点的可能性,比较明智的做法是将该报文转发给多个中继结点。这就意味着多个报文副本被注入网络中。然而,太多的报文副本可能会较快地耗尽每个移动结点的有限能量,并且导致了对DTMSN中受限资源的太多的竞争,所以一个合理的路由方案需要权衡报文副本数量和网络性能。(1)自适应阈值路由方案(ATM)阈值方法是从传染路由算法中改进而来,使用一个阈值来限制某个具有相同报文副本的结点相遇次数。当两个结点相遇时,就会针对某个报文产生一个计数器。具有相同报文副本的结点有相同的计数器。当这个计数器达到阈值时,该报文副本从该结点的缓存空间移出。本文提出自适应阈值和能量有效的路由策略,其目标是尽可能地最小化必要的报文副本数量,同时尽可能提高获得可接受的报文交付率(2)能量感知的路由策略物理层和链路层保持低能量消耗的共同努力通常受到路由协议的排除,路由协议主要重点关注路径可靠性和吞吐量。本文提出了一种能量感知的路由策略方案,最大限度地减少报文副本的数量和将副本产生的任务转移给较大剩余能量的结点,这可能是延长容迟移动传感器网络的寿命最有效方法。3.缓存管理节能低延迟MAC方案和QoS路由策略能改善分组传递的网络性能,然而,在DTMSN由于采用“存储-携带-转发”机制和“成对结点两两通信”的方法,以及传感器具有有限的能量,缓存管理可以说是分组传递一个不可缺少的部分。在介绍了DF、DO和HBD以及EBMP等缓存管理策略后,本论文提出了一种基于报文传递特性的缓存管理策略,充分考虑报文在网络中已经复制次数和生存时间等因素的影响。