[發明專利]一種Ad Hoc網絡最優能量消耗路徑選擇方法

無效

• 申請號: 200710168512.9
• 申請日: 2007-11-29
• 公開（公告）號: CN101175041A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 李臘元;許重球;王博;趙新偉;馮美來;何昆鵬
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 潘杰

技術領域

本發明屬于網絡計算及無線網絡路由協議領域，具體地講是一種AdHoc網絡最優能量消耗路徑選擇方法。

背景技術

Ad?Hoc網絡的特點是各節點地位平等，能自由移動，并且通過無線信道進行通信，移動終端本身由電池供電。同時，隨著移動終端性能的提升和功能的加強，對電能的需求不斷提高，因此在Ad?Hoc網絡中采各種節能機制成為當前研究的主要熱點。從Ad?Hoc網絡層次結構上來分析，整個網絡中的能量消耗主要集中在物理層、數據鏈路層和網絡層。物理層主要是各個節點接收到鄰居節點發送信號時的接收功率和本身節點的一些硬件器件(CPU，LCD等)的消耗。數據鏈路層主要是基于MAC層的IEEE?802.11的DCF(Distributed?Coordination?Function)在獨立的網絡配置下共享無線信道的基本接入方式的基礎之上。當某個節點(處于sleep狀態)將要正常工作時，先要監聽無線共享信道是否被占用，如果被占用則要繼續監聽等待若干個隨機時間片段，以此來為占用信道發送數據包做準備；或者當節點處于Active狀態，節點正常發送數據包。但由于物理層和數據鏈路層都與硬件的聯系比較大，因此這部分的能量最少消耗主要來根據硬件的設計來進行保證。因此，本專利的重點主要集中在網絡層，這部分基本上屬于軟件的處理過程，能量消耗主要集中在每個節點的發送，接收和轉發的過程。

發明內容

本發明的目的是提供一種在分析Ad?hoc網絡中各個節點能量消耗情況的基礎上，結合最優化理論思想的Ad?Hoc網絡最優能量消耗路徑選擇方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的方法是：

第一步驟：源節點S在發送的數據包(RREQ)中添加一個數據項cost，并計算出記錄本節點i的能量消耗；

第二步驟：鄰居節點i在收到的RREQ數據包時，取出cost數據項cost_old，同時根據此時的能量消耗程度確定所屬區域；

第三步驟：當節點i在正常區時，從而來計算能量消耗C_i(t)，更新cost_new(cost_new＝cost_old+C_i(t))，記錄前項節點為S，并依次向下一個鄰居節點轉發RREQ數據包，并向源節點S發送RREP數據包來建立通向源節點的路徑，如果當源節點在嚴重區或警告區時，該節點就向鄰居節點及其上游節點發送RWARN數據包，源節點S在建立路徑的過程中，避免使用該節點，繞過能量消耗過多的節點，不再更新cost_new，也不再向下一個鄰居節點轉發RREQ數據包。

第四步驟：依次類推進行上面的過程，當中間節點j接收到從不同鄰居節點(例如k，l，m)發送RREQ數據包，并判斷此時能量消耗程度，當該節點處于正常區時，節點分別取出對應的cost(cost_k，cost_l，cost_m各不相同)進行判斷，得到最小的設為cost_min。如果cost_k＝cost_l＝cost_m選取其中之一作為j的上游節點；

第五步：分三種情況：

(1)當cost_min等于cost_k時

節點j更新RREQ數據包中的cost＝cost_k+E(j)，并記錄前項節點k，同時轉發RREQ數據包給下一個節點。并向上游節點k發送RREP數據包來建立通向上游節點的路徑；

(2)當cost_min等于cost_l時

節點j更新RREQ數據包中的cost＝cost_l+E(j)，并記錄前項節點1，同時轉發RREQ數據包給下一個節點，并向上游節點1發送RREP數據包來建立通向上游節點的路徑；

(3)當cost_min等于cost_m時

節點j更新RREQ數據包中的cost＝cost_l+E(j)，并記錄前項節點m，同時轉發RREQ數據包給下一個節點，并向上游節點m發送RREP數據包來建立通向上游節點的路徑；