[發明專利]一種適用于無線傳感器網絡的組播路由的組播樹調整方法

無效

• 申請號: 200910236516.5
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN101699903A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 蒲菊華;路巖;王奉坤;劉偉;陳佳;熊璋
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種適用于無線傳感器網絡的組播路由的組播樹調整方法，所述組播樹是指構建好的無線傳感器網絡組播路由的組播樹，其特征在于：組播樹調整方法一方面使用增葉策略優化組播樹，以減少組播過程的能耗；另一方面使用旁路休眠策略實現該組播樹中各節點的能耗均衡，延長整個無線傳感器網絡的存活時間；

所述的增葉策略優化組播樹包括有下列步驟：

步驟101：節點N_i檢查其備用父節點集是否為空集合，如果不是，表示節點N_i存在備用父節點，則節點N_i向它的父節點發送發現備用父節點報文同時，如果節點N_i的任意子節點也會檢查的備用父節點集如果不為空，節點N_i會向父節點發送發現備用父節點報文，節點N_i會接收來自它的所有子節點的發現備用父節點報文；

步驟102：當節點N_i收到它的任意子節點的發現備用父節點報文BPD后，在N_i的子節點集中標記為可釋放狀態；

步驟103：如果節點N_i的所有子節點均處于可釋放狀態的，那么節點N_i向其所有子節點發送釋放請求報文RRQ=(TYPERRQ,IDNi);]]>

TYPE_RRQ表示報文類型為釋放請求報文；

是N_i的節點編號，進入等待釋放狀態；

步驟104：子節點收到節點N_i的廣播釋放請求報文RRQ后，向其備用父節點集中的所有備用父節點發送父請求報文PRQ=(TYPEPRQ,IDCldNil);]]>

TYPE_PRQ表示報文類型為父請求報文；

是節點的節點編號；

步驟105：對于節點的任意備用父節點如果它并非自由節點且未處于等待釋放狀態，則向節點回復應答報文ACK；否則，向節點回復否定回答報文NAK；

步驟106：如果子節點收到備用父節點發送的應答報文ACK，則向父節點N_i發送應答報文ACK，并將收到的第一個應答報文ACK的發送備用父節點標記為如果節點收到的所有備用父節點的報文均為否定回答報文NAK，向N_i發送否定回答報文NAK；

步驟107：節點N_i收到所有子節點的應答報文ACK后，向其所有子節點發送釋放子節點報文RNF=(TYPERNF,IDNi),]]>子節點收到釋放子節點報文RNF后成為備用父節點的子節點，從而完成了優化前的非葉節點的節點N_i成為葉節點；

TYPE_RNF表示報文類型為釋放子節點報文；

是節點N_i的節點編號；

所述的采用旁路休眠策略進行能量均衡處理包括有下列步驟：

步驟201：節點N_j發現自己能量低于預設的閾值時，向根節點TNode發送休眠請求報文SRQ=(TYPESRQ,IDNj,LENj);]]>

TYPE_SRQ表示報文類型為休眠請求報文；

為N_j的節點編號；

為節點N_j的剩余能量值；

步驟202：根節點TNode收到休眠請求報文SRQ后，廣播該條SRQ報文；

對于組播樹中的任意一個節點N_i，節點N_i收到SRQ報文后有如下處理子步驟：

步驟202-1：如果N_i就是節點N_j，則丟棄報文；否則，轉步驟202-2；

步驟202-2：如果N_i為非葉節點，廣播該報文；否則，轉步驟202-3；

非葉節點是指有一個或多個子節點數的節點；

步驟202-3：N_i為葉節點，如果節點N_i的剩余能量值不大于SRQ報文中的即丟棄該報文；否則廣播該報文；轉步驟202-4；

葉節點是指沒有子節點數的節點；

步驟202-4：如果N_i為N_j的子孫節點，且不是N_j的子節點，則廣播該報文；否則，轉步驟202-5；

節點N_i為節點N_j的子孫節點是指從根節點TNode到節點N_i的組播路徑中包含節點N_i；

步驟202-5：如果N_i為N_j的子節點，則廣播該報文，并向N_j節點回復應答報文ACK；

步驟203：如果N_j收到所有子節點的應答報文ACK，進入休眠狀態，執行步驟204；否則節點N_j不能進入休眠狀態而繼續工作；

步驟204：N_j的子孫節點脫離了組播樹，重新申請加入組播樹。

2.根據權利要求1所述的適用于無線傳感器網絡的組播路由的組播樹調整方法，其特征在于：對于網絡中的任意節點N_i，當其需要加入一個組播樹時，則執行如下處理步驟：

步驟001：設置節點N_i的子節點集和備用父節點集均為空集合；

步驟002：節點N_i廣播父節點請求報文

TYPE_PRQ表示報文類型為父節點請求報文；

表示節點N_i的編號；

步驟003：組播樹中的另一任意節點N_j收到報文后，向節點N_i發送子請求報文

TYPE_CRQ表示報文的類型為子請求報文；

是節點N_j的編號；

步驟004：節點N_i收到后，向節點N_j回復應答ACK，并將設置為N_j，從而節點N_i成為節點N_j的子節點。