[發(fā)明專利]無線網(wǎng)絡內基于擴展環(huán)同步的區(qū)域路由建立方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210148420.5
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102724728A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 徐平平;王占;王琢玉
• 申請（專利權）人: 蘇州博聯(lián)科技有限公司;東南大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W56/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡路由構建技術領域，具體涉及一種無線網(wǎng)絡內基于擴展環(huán)同步的區(qū)域路由建立方法。

背景技術

在一些基于異構節(jié)點的無線傳感網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡存在兩種或兩種以上不同的節(jié)點類型。對于存在兩種節(jié)點類型的網(wǎng)絡，稱數(shù)量較多的負責感知功能的節(jié)點為傳感節(jié)點，計算和通信能力得到增強的為增強型節(jié)點。增強型節(jié)點之間可以使用專用的無線信道進行通信，每一個增強型節(jié)點要負責維護其所在區(qū)域的傳感節(jié)點并與之建立路由連接，稱該路由為區(qū)域路由，如圖1所示。

對于區(qū)域路由的建立，一般方式是讓每一個增強型節(jié)點在全網(wǎng)（或較大生存跳數(shù)半徑范圍內）發(fā)起一次路由請求消息RREQ的廣播，每一個傳感節(jié)點分析收到的每一個增強型節(jié)RREQ消息所攜帶的跳數(shù)、能量指示等指標（Metrics），進而做出最為合理的路由選擇。雖然這種路徑選擇方式可以讓大部分傳感節(jié)點選擇最合理的增強型節(jié)點并加入其區(qū)域，但顯然，過多的廣播消息的產生使得以這種方式建立區(qū)域路由的能量開銷過大。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種無線網(wǎng)絡內基于擴展環(huán)同步的區(qū)域路由建立方法，解決了現(xiàn)有技術中無線傳感網(wǎng)絡建立區(qū)域路由的能量開銷過大等技術問題。

為了解決現(xiàn)有技術中的這些問題，本發(fā)明提供的技術方案是：

一種無線網(wǎng)絡內基于擴展環(huán)同步的區(qū)域路由建立方法，所述無線網(wǎng)絡內設置有控制中心、網(wǎng)關節(jié)點、負責感知功能的傳感節(jié)點以及負責傳感節(jié)點維護和路由連接的增強型節(jié)點；其特征在于所述方法包括以下步驟：

（1）控制中心向網(wǎng)關節(jié)點發(fā)送LARES同步控制消息，所述網(wǎng)關節(jié)點將LARES同步控制消息向增強型節(jié)點廣播；

（2）增強型節(jié)點接受到LARES同步控制消息后，讀取LARES同步控制消息獲得等待跳數(shù)時間信息；

（3）增強型節(jié)點等待LARES同步控制消息的等待跳數(shù)時間后，向其所在區(qū)域內傳感節(jié)點廣播LARE控制消息，并通過擴展環(huán)同步建立其所在區(qū)域的區(qū)域路由。

優(yōu)選的，所述方法步驟（3）中將節(jié)點之間發(fā)送或轉發(fā)LARE控制消息以及傳感節(jié)點回復RREP消息到節(jié)點并選擇加入增強型節(jié)點視為原子操作，并在每次原子操作后設置原子操作間隔時間進行同步處理。

優(yōu)選的，所述方法步驟（3）中原子操作時間間隔的設定滿足數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中最長路徑中傳播時，其最大可能的原子操作累計時間誤差小于原子操作時間間隔。

優(yōu)選的，所述方法中增強型節(jié)點對LARES同步控制消息的收發(fā)包括以下步驟：

A)增強型節(jié)點收到LARES同步控制消息后，判斷是否第一次處理LARES同步控制消息；當?shù)谝淮翁嶭ARES同步控制消息時，按LARES同步控制消息提供路徑創(chuàng)建網(wǎng)關節(jié)點的路由項，按步驟C）進行，否則判斷LARES同步控制消息提供的路徑是否更近；

B)LARES同步控制消息提供的路徑更近時，按照LARES同步控制消息提供的新路徑方向和跳數(shù)信息更新網(wǎng)關節(jié)點路由項，否則結束方法；

C)更新LARES同步控制消息的跳數(shù)、LARE等待時間和能量指示字段，將更新后的LARES同步控制消息廣播至下一跳鄰居節(jié)點；然后開啟LARE發(fā)送等待定時器等待發(fā)送LARE廣播信息。

優(yōu)選的，所述方法中傳感節(jié)點對LARE控制消息的收發(fā)包括以下步驟：

a）傳感節(jié)點收到增強型節(jié)點建立的LARE控制消息，創(chuàng)建增強型節(jié)點方向的路由項，開啟RREP發(fā)送定時器等待原子操作間隔時間；

b）RREP發(fā)送定時器超時之后從所有收到其LARE控制消息的增強型節(jié)點中選擇能量較優(yōu)的節(jié)點，發(fā)送RREP消息，開啟RREP發(fā)送定時器等待原子操作間隔時間；

c）傳感節(jié)點判斷RREP發(fā)送定時器超時之前RREP消息是否發(fā)送成功；當發(fā)送成功時，LARE發(fā)送定時器超時之后從所有收到其LARE控制消息中選擇合適的區(qū)域，并發(fā)送RREP消息到該區(qū)域的增強型節(jié)點；否則重新選擇增強型節(jié)點，并向其發(fā)送RREP消息。

本發(fā)明得到一種無線網(wǎng)絡區(qū)域路由的同步建立算法，通過將區(qū)域路由建立操作過程原子化，即提出了一種原子操作的概念，規(guī)定好路由建立過程的各個原子操作，并在相鄰原子操作插入一定長度的時間間隔，進而提高多個區(qū)域路由建立過程的同步精度。