[發明專利]一種基于概率比較的無線傳感網拓撲構建方法

有效

• 申請號: 201410062068.2
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103945508B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 洪榛;李喜樂;王瑞;谷銀銀;陳本永
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于概率比較的無線傳感網拓撲構建方法，其特征在于：所述構建方法包括以下步驟：

1)初始情況下，無線傳感網的各個節點隨機分布且連通，選擇sink節點為初始節點，發送hello消息給其鄰居節點，并根據消息到達的先后將其標記；

2)鄰居節點收到hello消息后，根據節點剩余能量和節點間距離，計算權值，并向sink節點發送一消息，該消息包含自身節點的標記號和權值，權值的計算公式為：

Mx,y=ω*ExEmax+(1-ω)*Dx,yD*---(1)]]>

其中，x是候選者節點，y是它的父節點，ω表示能量權重，(1-ω)則為距離權重，E_x是節點x的剩余能量，E_max是節點最大的初始能量，D_x,y是節點x和y之間的距離，D^*是兩個節點間能夠通信的最大距離；

3)Sink節點接收到消息之后，按照權值大小降序排列，形成排序表，并計算子節點個數；之后sink節點廣播含有該表的確認消息，節點根據排序表順序知道自身優先度，則在表中有優先特權的節點首先標定為active節點，并向其鄰居節點發送消息；該消息含有發送消息節點的標記號與權值，通知接收消息的節點暫時沒有資格成為active節點，而成為reserving節點；在這一階段只有未收到該消息的節點才有可能競爭成為active節點；

4)節點競爭過程：成為reserving節點后，節點將會根據同層競爭機制選擇最優父節點；同層競爭機制如下：reserving節點將會接收來自其他節點的hello消息，計算權值M'_xy，并與先前權值M_xy進行比較，若M'_xy＞M_xy，該reserving節點將會發送一個ID消息給先前父節點，并發送新的權值消息及其標記號給新的父節點，形成預約關系；

5)節點數計算比較過程：父節點接收子節點的個數值之后，進行累加計算，并將計算值發送給前一跳父節點，迭代執行該過程，直至發送到sink節點，Sink節點將當前計算層的總節點數統計之后，將其代入對應層的公式，計算該統計值對應出現的概率，確定節點是否需要二次喚醒，所述概率的計算公式為：

f(X)=1002π*Di*e-(X-Eiz)22*Di,1<i≤5---(2)]]>

其中，f(X)為每層總節點數的概率分布，X為每一層的總節點數，i為樹的層數，z是一變量，當i＝2,3,4時，z＝E_i-1；當i＝5時，z＝1，E_i和D_i分別是對應層的期望值和方差值。