[發(fā)明專利]一種面向無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的多路分級路由方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010155827.1
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101895955A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫力娟;楊攀峰;肖甫;郭劍;王汝傳;黃海平;沙超;葉寧;蔣凌云;黃小桑
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/20;H04W40/24;H04W84/18;H04L29/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

1.一種面向無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的多路分級路由方法，其特征是采用多徑并發(fā)傳輸無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且采用分級的能量感知路由協(xié)議，對多媒體流的特殊性作了區(qū)分服務(wù)，向其提供更高的服務(wù)質(zhì)量，具體如下：

1)建立鄰居節(jié)點(diǎn)表；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)通過洪泛的方式，定期向鄰居節(jié)點(diǎn)報告自己的相關(guān)信息，包括與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的實際距離和自己的剩余能量信息；

每個節(jié)點(diǎn)收到鄰居節(jié)點(diǎn)的洪泛信息后將鄰居節(jié)點(diǎn)ID加入鄰居節(jié)點(diǎn)表中，并存儲該鄰居節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，鄰居節(jié)點(diǎn)表結(jié)構(gòu)為：鄰居節(jié)點(diǎn)ID；節(jié)點(diǎn)經(jīng)度坐標(biāo)；節(jié)點(diǎn)緯度坐標(biāo)；節(jié)點(diǎn)剩余能量；節(jié)點(diǎn)狀態(tài)；節(jié)點(diǎn)所在路徑號；

對于節(jié)點(diǎn)通過洪泛的方式，建立和更新路由表，其過程為：當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到鄰居節(jié)點(diǎn)的洪泛數(shù)據(jù)包時，首先將數(shù)據(jù)包源的ID提取出來，并對自身建立的鄰居節(jié)點(diǎn)表進(jìn)行查表，分三種情況：a)若已經(jīng)存在該節(jié)點(diǎn)，則更新該鄰居節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)表信息，然后丟棄該數(shù)據(jù)包，b)若鄰居節(jié)點(diǎn)表中沒有該節(jié)點(diǎn)ID，則將其加入鄰居節(jié)點(diǎn)表，并記錄其位置信息、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息和節(jié)點(diǎn)所在路徑號，c)若大于某個時間閾值未收到某個節(jié)點(diǎn)的洪泛信息，就會將該節(jié)點(diǎn)所有信息從鄰居節(jié)點(diǎn)表中刪掉；

2)建立多條從源節(jié)點(diǎn)至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的多條路由；源節(jié)點(diǎn)通過向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送Hello包，尋找從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)不相交路徑；這個步驟包括：a)貪心轉(zhuǎn)發(fā)階段；b)對所建立路由進(jìn)行優(yōu)化，使之成為最短路由；

貪心轉(zhuǎn)發(fā)階段：本階段負(fù)責(zé)尋找一條從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑，該階段又有兩種方法：

a1)貪心轉(zhuǎn)發(fā)：就是在選擇每個下一跳時都采用貪心的策略，也即總是選擇最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)，這里，最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)就是代價最小；

a2)回溯法：在探索包的貪心轉(zhuǎn)發(fā)過程中，如果遇到阻塞節(jié)點(diǎn)，則采用“回溯法”，當(dāng)某個節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)它自己是阻塞節(jié)點(diǎn)的時候，將會通知上一跳節(jié)點(diǎn)并標(biāo)注自己為阻塞節(jié)點(diǎn)，上一跳節(jié)點(diǎn)受到阻塞節(jié)點(diǎn)信息后，將會根據(jù)最小代價原則重新選擇下一跳節(jié)點(diǎn)，“回溯法”可被重復(fù)執(zhí)行直到節(jié)點(diǎn)能成功選擇合適的下一跳節(jié)點(diǎn)，回到“貪心轉(zhuǎn)發(fā)”上來；

路徑優(yōu)化階段：

本階段負(fù)責(zé)優(yōu)化已經(jīng)找到的某條路徑，使該路徑上包含最少數(shù)目的節(jié)點(diǎn)，這樣減少網(wǎng)絡(luò)延時，本階段運(yùn)用一種標(biāo)簽優(yōu)化方法，主要通過標(biāo)簽優(yōu)化的方法消除路徑環(huán)，使該路徑擁有最少數(shù)目的節(jié)點(diǎn)；

首先，在第一階段發(fā)送探索包尋找新路徑的過程中，給每個被選中的節(jié)點(diǎn)打上標(biāo)簽，標(biāo)注該節(jié)點(diǎn)的路徑號和節(jié)點(diǎn)序號，這里的節(jié)點(diǎn)序號按從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的方向上是遞增的順序；其次，在本方法中，無論該路徑是否到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，都會有一個確認(rèn)信息回送給源節(jié)點(diǎn)；在確認(rèn)信息在回送過程中，之前打上的標(biāo)簽被用來消除路徑環(huán)；其原則是：路徑中的任意節(jié)點(diǎn)只給這樣一個一跳范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)信息，該節(jié)點(diǎn)具有與之有相同的路徑號并且節(jié)點(diǎn)序號最大，最終確定一條最短路徑，最后，一個釋放命令將會被發(fā)送給那些該路徑中沒有用來傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，這些被釋放的節(jié)點(diǎn)可重新用來作為下一條路徑用；

通過以上兩個階段的過程，可建立一條從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最小代價路徑，重復(fù)這兩階段的過程便會找到所有從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑；

3)數(shù)據(jù)流的傳輸

步驟1：在應(yīng)用層，對傳感器節(jié)點(diǎn)所有要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括多媒體數(shù)據(jù)和其他標(biāo)量數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分，并且對不同數(shù)據(jù)流標(biāo)以優(yōu)先級，這里，規(guī)定多媒體流的優(yōu)先級最高，標(biāo)量數(shù)據(jù)最低；

步驟2：在路由層根據(jù)所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的不同優(yōu)先級，選擇不同路由來進(jìn)行傳輸。若該數(shù)據(jù)流的級別比較高，則選擇級別高的路徑來傳輸，若該數(shù)據(jù)流的級別較低，則選擇級別比較低的路徑來傳輸。