[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910199767.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN102083139A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)上海有限公司
• 主分類號(hào): H04W28/08
• 分類號(hào): H04W28/08;H04W28/14
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤(rùn)湘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其涉及一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，一般包含有如下兩種類型的節(jié)點(diǎn)：一種為傳感器節(jié)點(diǎn)(Sensor?Node)，此類節(jié)點(diǎn)上配備有各種類型的傳感器，負(fù)責(zé)對(duì)周圍環(huán)境的探測(cè)與感知；另外一種為匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink?Node)，此類節(jié)點(diǎn)具有收集來自其它傳感器節(jié)點(diǎn)信息的功能。并且通常都配備兩個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)接口，一方面通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接口與底層的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，另一方面通過連接的以太網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)接入上層網(wǎng)絡(luò)。

匯聚節(jié)點(diǎn)又分為固定匯聚節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)，相比于固定匯聚節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)具有能夠?qū)崿F(xiàn)均勻網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分布、能量重復(fù)補(bǔ)充等優(yōu)點(diǎn)。特別是當(dāng)以移動(dòng)終端(Mobile?Terminal，簡(jiǎn)稱MT)作為移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)時(shí)，還可以有助于利用市場(chǎng)上大量存在的商用移動(dòng)終端有效地降低傳感器網(wǎng)絡(luò)部署代價(jià)。此外，利用無所不在的移動(dòng)終端，還可以大大延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命、提高網(wǎng)絡(luò)性能。

無線傳感網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合具有極大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這兩者的有機(jī)結(jié)合是實(shí)現(xiàn)未來“泛在網(wǎng)絡(luò)”的基礎(chǔ)，是目前傳感網(wǎng)領(lǐng)域和移動(dòng)通信領(lǐng)域以及計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。其中，最后一跳傳感節(jié)點(diǎn)到移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的有效連接是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵。目前的技術(shù)方案都假設(shè)各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)自行選擇到移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的路由，主要存在以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)：

1.一般假設(shè)傳感器節(jié)點(diǎn)自行進(jìn)行移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的選擇，因此在多移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)景下，產(chǎn)生多個(gè)源節(jié)點(diǎn)都選擇了同一個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的負(fù)載不均衡的狀態(tài)，從而，導(dǎo)致某個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)的路由堵塞以及能量的快速耗盡；

2.這種各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)自治的無序狀態(tài)將加劇競(jìng)爭(zhēng)和沖突，特別當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多時(shí)，這種競(jìng)爭(zhēng)和沖突將達(dá)到系統(tǒng)無法忍受的程度，且由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)需要監(jiān)聽其他節(jié)點(diǎn)的通信狀態(tài)，不僅浪費(fèi)了傳感節(jié)點(diǎn)寶貴的有限能量，且惡化了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法、裝置及系統(tǒng)，使得移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡，避免移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的路由堵塞及傳感器節(jié)點(diǎn)之間的相互競(jìng)爭(zhēng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法，包括：接收各個(gè)移動(dòng)匯聚點(diǎn)發(fā)送的對(duì)于各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)能力的綜合信息，并根據(jù)所述綜合信息生成關(guān)于移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的二維矩陣；通過競(jìng)爭(zhēng)算法對(duì)所述二維矩陣的進(jìn)行處理，使得所述二維矩陣中每一行最多只有一個(gè)非零值，即每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)最多只有一個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)為其轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；根據(jù)對(duì)所述二維矩陣的處理結(jié)果對(duì)所述傳感器節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配對(duì)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制裝置，包括：矩陣生成模塊，用于根據(jù)接收到的各個(gè)移動(dòng)匯聚點(diǎn)發(fā)送的對(duì)于各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)能力的綜合信息，生成關(guān)于移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的二維矩陣；矩陣處理模塊，用于通過競(jìng)爭(zhēng)算法對(duì)所述二維矩陣的進(jìn)行處理，使得所述二維矩陣中每一行最多只有一個(gè)非零值；配對(duì)模塊，用于根據(jù)對(duì)所述二維矩陣的處理結(jié)果對(duì)所述傳感器節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配對(duì)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，包括：傳感器節(jié)點(diǎn)，用于當(dāng)有數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)發(fā)送請(qǐng)求信息至移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)；移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)，用于當(dāng)接收到所述請(qǐng)求信息時(shí)，根據(jù)信道狀況判斷是否能夠?yàn)樗鰝鞲衅鞴?jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并生成對(duì)于各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)能力的綜合信息發(fā)送至所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制裝置；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制裝置，用于根據(jù)接收到的所述綜合信息生成關(guān)于移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的二維矩陣，通過競(jìng)爭(zhēng)算法對(duì)所述二維矩陣的進(jìn)行處理，并根據(jù)對(duì)所述二維矩陣的處理結(jié)果對(duì)所述傳感器節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配對(duì)。

本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法、裝置及系統(tǒng)，通過將移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)和需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一對(duì)一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)配對(duì)，使得移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡，避免某個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的路由堵塞以及能量的快速耗盡。同時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)不需要再相互監(jiān)聽各自的通信狀態(tài)，減少了傳感器節(jié)點(diǎn)之間的無序競(jìng)爭(zhēng)，節(jié)約傳感器節(jié)點(diǎn)的能量，并降低數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法實(shí)施例的流程圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制裝置生成的一種二維矩陣示意圖；

圖3是本發(fā)明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制裝置生成的另一種二維矩陣示意圖；

圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法實(shí)施例中對(duì)二維矩陣進(jìn)行處理的流程圖；

圖5a、圖5b、圖5c是本發(fā)明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制方法實(shí)施例中對(duì)一種二維矩陣進(jìn)行處理過程中各步驟的處理結(jié)果示意圖；