[發明專利]無線傳感器網絡中的數據傳輸方法、節點和系統

有效

• 申請號: 201110150857.8
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN102223683B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 薛濤;杜軍朝;劉惠;劉傳益;鄧清哲;張捷;王利敏;李旋;李曉軍;賀文;陳文婧;郭江坤
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04W28/14
• 分類號: H04W28/14;H04W40/24
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,梁麗超

1.一種無線傳感器網絡中的數據傳輸方法，其特征在于，包括：

源節點確定向目的節點發送數據時，根據路由表建立管道，其中，所述路由表包括：鄰居節點標識、鄰居節點到當前節點的鏈路質量、所述鄰居節點的剩余能量和所述鄰居節點的跳數；所述管道包括主路徑節點和管道節點，其中，所述主路徑節點和所述管道節點是根據所述路由表從當前節點的鄰居節點中選擇出來的；

所述源節點將待發送的原始數據分成指定數量個數據包，并將所述指定數量個數據包進行網絡編碼；

所述源節點通過所述管道發送所述編碼后的數據包；

其中，所述源節點根據路由表建立管道包括：從所述源節點開始的每個節點根據自身的路由表中鄰居節點的剩余能量和鏈路質量選擇下一個主路徑節點，直至所述目的節點為止；每個所述主路徑節點根據自身的路由表中同跳數鄰居節點的剩余能量和鏈路質量選擇指定個同跳數鄰居節點作為管道節點，其中，所述同跳數鄰居節點指跳數與所述主路徑節點的跳數相同的鄰居節點。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述從所述源節點開始的每個節點根據自身的路由表中鄰居節點的剩余能量和鏈路質量選擇下一個主路徑節點包括：

從所述源節點開始的每個節點計算每個下游鄰居節點對應的指標B＝E+αP，選擇所述指標最大的下游鄰居節點作為下一個主路徑節點，其中，E為下游鄰居節點的剩余能量，P為根據所述下游鄰居節點的鏈路質量計算的脈沖重復率，α為調節參數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述每個所述主路徑節點根據自身的路由表中同跳數鄰居節點的剩余能量和鏈路質量選擇指定個同跳數鄰居節點作為管道節點包括：

每個所述主路徑節點計算每個同跳數鄰居節點對應的指標B＝E+αP，根據所述指標的大小選擇指定個同跳數鄰居節點作為管道節點，其中，E為同跳數鄰居節點的剩余能量，P為根據所述同跳數鄰居節點的鏈路質量計算的脈沖重復率，α為調節參數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述網絡編碼為線性網絡編碼；

所述源節點通過所述管道發送所述編碼后的數據包包括：

所述源節點向下一個所述主路徑節點和所述管道節點發送所述編碼后的數據包；

所述管道中的每個所述主路徑節點首次收到所述編碼后的數據包時，轉發所述數據包，并通過線性網絡編碼轉發非首次收到的數據包；

所述管道節點接收到所述編碼后的數據包后，判斷所述編碼后的數據包與緩存中的數據包是否線性相關，如果是，丟棄所述編碼后的數據包；如果否，將所述編碼后的數據包存入所述緩存；

所述管道節點向所述緩存中存入所述數據包之后，判斷所述緩存中的數據包個數是否滿足發送條件，如果滿足，通過線性網絡編碼轉發所述緩存中的數據包。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述發送條件是預先根據管道節點自身的剩余能量和傳輸成功率設定的。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述編碼后的數據包的包頭攜帶有編碼規則；

所述源節點通過所述管道發送所述編碼后的數據包之后，所述方法還包括：

所述目的節點的緩存中的數據包個數達到所述指定數量時，所述目的節點根據所述編碼規則對所述緩存中的數據包進行解碼，恢復出所述原始數據。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述源節點通過所述管道發送所述編碼后的數據包之后，所述方法還包括：

當所述目的節點接收數據包的時長達到設定時長，所述目的節點的緩存中的數據包個數未達到所述指定數量時，所述目的節點向上游的主路徑節點發送數據包請求消息，其中，所述數據包請求消息攜帶有欲請求數據包的指示信息；

接收到所述數據包請求消息的節點根據所述數據包指示信息確定自身的緩存中是否存在所述欲請求數據包，如果是，向所述目的節點重發所述欲請求數據包；如果否，向上游的主路徑節點轉發所述數據包請求消息。

8.根據權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述路由表的建立過程包括：

無線傳感器網絡中的指定節點廣播多個信號包，其中，所述信號包攜帶以下字段：包括：所述信號包的包號、轉發節點的標識、所述轉發節點的剩余能量和所述信號包到所述轉發節點經過的跳數；

接收到所述信號包的節點根據所述信號包生成所述路由表。