[發明專利]基于隨機行走備份及節點合作的數據轉發方法

有效

• 申請號: 201110129422.5
• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號: CN102158888A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 齊小剛;馬士強;劉立芳;鄭耿忠;馮海林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W84/18
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于隨機行走備份及節點合作的數據轉發方法，包括如下步驟：

(1)在S×S的平面范圍內，隨機拋撒N個同構的無線傳感器節點，構建隨機無線傳感器網絡，其中S＝200m，400≤N≤700，并將網關節點sink布置在網絡中心的位置；

(2)在構建的無線傳感器網絡中，無線傳感器網絡中的全部節點將感知的數據收集并存儲到節點的存儲器中，同時，在無線傳感器網絡節點中找出所有需要執行數據備份策略的節點，并將這些節點感知到的數據分別以隨機行走的方式，存儲到數據隨機行走所經過節點的存儲器中備份；

(3)無線傳感器網絡中的各節點將步驟(2)中收集和備份的數據采取合作轉發的方式，匯聚至網關節點sink：

(3a)在無線傳感器網絡各節點存儲器中選出需要向網關節點sink發送的數據包MSG_ID，即數據標志位MSG_ID_CHECK＝1的數據包；

(3b)無線傳感器網絡中向網關節點sink發送數據的當前節點source只廣播該節點存儲器中需要發送的數據包MSG_ID；

(3c)當前節點source鄰居集合Neighbour中的節點，接收到數據包MSG_ID后，重新計算各自存儲器中各數據包的數據標志位MSG_ID_CHECK_N；

(3d)重復步驟(3a)、(3b)和(3c)直到網絡中的節點全部向網關節點sink發送了各自存儲器中需要發送的數據；

(4)網關節點sink接收由步驟(3)中各節點發送的數據，并針對無線傳感器網絡的應用背景，對接收到的數據做出相應的處理。

2.如權利要求1所述的數據轉發方法，其中步驟(2)所述的在無線傳感器網絡節點中找出所有需要執行數據備份策略的節點，并將這些節點感知到的數據分別以隨機行走的方式，存儲到數據隨機行走所經過節點的存儲器中備份，按如下步驟進行：

(2a)計算各個節點的效率函數值F(V_i)，并確定隨機行走的起點walker：

F(V_i)＝hop_i/hop_max+E_current(i)/E_initial(i)，

其中，E_current(i)和E_initial(i)分別為節點V_i的剩余能量與初始能量，hop_i為節點V_i距離網關節點sink節點的跳數，hop_max為網絡中所有節點距離網關節點sink的最大跳數；

在數據隨機行走到的當前節點的鄰居集合Neighbour中，將效率函數值F(V_i)最大的節點作為數據下一步隨機行走的起點walker；

(2b)確定需要執行數據備份策略的節點集合：以節點V_i的剩余能量與初始能量的比值作為節點V_i的決策函數值C(V_i)，將無線傳感器網絡中決策函數值C(V_i)小于隨機行走概率p的節點V_i作為執行隨機行走備份策略的節點source，并將這些節點構成的集合記為BACK_NODE，BACK_NODE集合中的節點即為需要執行數據備份策略的節點，如果BACK_NODE不存在任何節點，即BACK_NODE為空集合，則無線傳感器網絡中不存在需要執行數據備份策略節點；

(2c)判斷BACK_NODE集合中是否為空集合，如果BACK_NODE不是空集合，則對BACK_NODE中的節點執行數據備份策略，即初始化中間變量temp＝d，walker＝source，其中temp表示數據行走的剩余步數，d為預先設定的數據隨機行走步數的上限，walker表示數據隨機行走過程中每一步的起點，source表示BACK_NODE中執行數據備份策略的當前節點，并轉步驟(2d)，否則，結束數據的備份過程；

(2d)如果中間變量temp＞0，則將source感知到的數據存儲到walker的儲器中作為備份，temp＝temp-1，然后在walker的鄰居集合Neighbour中選出效率函數F(Vi)值最大的節點作為數據隨機行走的下一步起點walker，如果中間變量temp＝0，則在集合BACK_NODE中刪除節點source，轉步驟(2c)，否則轉步驟(2d)。