[發明專利]一種M2M網絡中面向異構連通服務的分布式拓撲控制方法

有效

• 申請號: 201210462407.7
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102970721A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李小龍;劉洋;司麗娟
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

技術領域

本發明涉及M2M網絡中連通服務的拓撲控制方法，具體是一種M2M網絡中面向異構連通服務的分布式拓撲控制方法。

背景技術

過去的幾年，設備互聯的數量在迅速的增長。據Cisco公司預測，連接到網絡的設備的數量將不低于15億，這將會是目前移動和互聯網用戶數量的三倍。因此主流的通信模式將不可避免地由人與人之間的通信轉為機器與機器(M2M)之間的通信。有別于傳統的無線自組織網絡，M2M網絡由稱為超級節點和普通節點的兩種節點組成，例如一個家庭M2M網絡可能由一個匯聚節點和多種多樣的日常家用設備組成，比如一些儀器儀表、開關和生物傳感器等等。設備類型的高度異構性意味著，M2M網絡必須為不同類型的節點設備提供多種多樣的服務。

拓撲控制是M2M網絡中的一項重要技術，它可以簡化網絡連接，降低功率消耗，提高網絡的生存時間。然而由于拓撲控制特征的特殊性，拓撲控制策略的設計對M2M網絡來說是一個挑戰。例如在一個家庭M2M網絡中，生物醫學傳感器收集至關重要的信號數據，和從智能儀表中周期性測量的數據相比，醫學信號數據需要更高的傳輸可靠性。

在傳統的分布式網絡中，多路徑路由和路徑拼接技術在提高網絡連接性方面具有很好的發展前景。然而大多數現有的方法并不適用于M2M網絡異構連接需求的情況，因為它們都是假設任何一對節點具有相同的連接需求，因此需要為M2M網絡設計新的拓撲控制方法。

發明內容

基于現有技術，本發明目的旨在提供一種用于M2M網絡中面向異構連通服務的分布式拓撲控制方法，能夠滿足M2M網絡的異構連接需求，以及提高整個網絡傳輸的成功率，降低整個網絡的功率消耗。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是，一種M2M網絡中面向異構連通服務的分布式拓撲控制方法，在一個M2M網絡中存在稱為超級節點和普通節點的兩種節點，該分布式方法為每一個超級節點構建和匯聚節點之間的k個不相交的路徑，為普通節點至少構建一條路徑，滿足不同節點和匯聚節點之間的異構連接需求，同時也提高了整個網絡傳輸的成功率，降低了整個網絡的功率消耗。

本發明的具體實現步驟如下：

1）初始化，整個M2M網絡中的所有超級節點和普通節點均勻分布在長為lh,寬為dh(dh<lh)的二維笛卡爾坐標系中的一個區域中，匯聚節點t位于坐標位置為(0,dh/2)處；

2）建立M2M網絡的系統模型，對整個M2M的所有節點以及節點之間的連接組成一個無向圖G=(V，E)，V代表所有節點的集合，E代表任何一對鄰居節點之間的的連接的集合；

3）匯聚節點t將整個目標域等分成K個子域，節點t將選擇每個域中距離各域中心線距離最近的點作為第一層子樹的根節點；

4）從第一層子樹根節點出發遍歷整個目標域，構建k個不相交的子樹；并且將未通過遍歷加入子樹中的所有的其他節點以最近原則與其未加入到子樹中的鄰居節點連接，形成一個新的樹狀拓撲結構圖G′=(V,E′)，其中E′={e:e∈E(T)}，E(T)代表樹T的所有邊組成的集合；