[發明專利]一種改進的無線傳感器網絡能量多路徑路由方法

在審

• 申請號: 201410551187.4
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104333883A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 李琴
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W52/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種改進的無線傳感器網絡能量多路徑路由方法，其特征在于：包括以下步驟：

匯聚節點在查詢消息中添加平均跳數用以記錄當前節點到匯聚節點的平均跳數，網絡中的所有節點均需要根據上一跳節點，即中間節點的平均跳數判斷是否將其作為鄰居節點加入本地路由表，舍棄跳數過大的路徑；

節點在建立本地路由表后，需要根據路由表中鄰居節點的平均跳數計算節點本身的平均跳數，并將其添加到查詢消息中，繼續轉發；在轉發過程中，節點只向那些相比于自己距離源節點更近且距離匯聚節點更遠的鄰居節點轉發查詢消息；如果沒有滿足條件的鄰居節點，則丟棄該消息；

隨著無線傳感器網絡的運行，各個節點的能量發生著變化，β值也將隨之變化，這樣才能適應變化的網絡，選擇最優路徑；β值與網絡整體剩余能量有關，當網絡整體剩余能量較多時，說明節點均處于良好的通信狀態，這時可以選擇跳數較小的路徑來降低傳輸延時；當網絡整體剩余能量下降時，β值也會調整，適當增大，以保證有足夠的節點以供選擇傳輸路徑，使得網絡處于一個相對較優的通信狀態。

2.根據權利要求1所述的改進的無線傳感器網絡能量多路徑路由方法，其特征在于：匯聚節點所發出的查詢消息中添加平均跳數域，用以記錄當前節點到匯聚節點的平均跳數，平均跳數域初始值為0表示從匯聚節點開始。

3.根據權利要求1所述的改進的無線傳感器網絡能量多路徑路由方法，其特征在于：網絡中的所有節點均需要根據上一跳節點，即中間節點的平均跳數判斷是否將其作為鄰居節點加入本地路由表，舍棄跳數過大的路徑，節點根據查詢消息中提供的上一跳節點，即中間節點的平均跳數，選擇出其中的最小值minU_i,k最為判斷基準，β是大于1的調節系數，其大小直接決定跳數約束條件的嚴苛程度，即β越大，跳數約束條件越寬松，有更多的節點可以加入到路由表中，節點j將節點i加入本地路由表FT_j中的跳數約束條件為：

FT_j＝{i|U_i,j≤β*(minU_i,k)},k∈FT_j

其中U_i,j表示節點i的平均跳數，minU_i,k是節點j的鄰居節點中的最小平均跳數。

4.根據權利要求1所述的改進的無線傳感器網絡能量多路徑路由方法，其特征在于：建立本地路由表后，每個節點需要計算自身平均跳數，節點的平均跳數即該節點到匯聚節點的平均跳數，計算公式如下：

節點的平均跳數＝(鄰居節點的平均跳數之和/鄰居節點數目)+1

其中，鄰居節點是指當前的節點的上一跳節點經過跳數約束條件篩選后加入到本地路由表中的節點。

5.根據權利要求1所述的改進的無線傳感器網絡能量多路徑路由方法，其特征在于：每個中間節點，在選擇查詢消息轉發對象時，只向那些相比于自己距離源節點更近且距離匯聚節點更遠的鄰居節點轉發查詢消息；如果沒有滿足條件的鄰居節點，則丟棄該消息，即對于節點N_i，只轉發給滿足下式的鄰居節點N_j：

d(N_i,N_s)≥d(N_j,N_s)

d(N_i,N_d)≤d(N_j,N_d)

上式中，N_s表示源節點，N_d表示匯聚節點，d(N_i,N_s)表示節點N_i到節點N_s的距離。

6.根據權利要求1所述的改進的無線傳感器網絡能量多路徑路由方法，其特征在于：隨著無線傳感器網絡的運行，各個節點的能量發生著變化，β值也將隨之變化。β值與網絡整體剩余能量有關，當網絡整體剩余能量較多時，說明節點均處于良好的通信狀態，這時可以選擇跳數較小的路徑來降低傳輸延時，當網絡整體剩余能量下降到初始能量的50％時，β值會隨著剩余能量的減少而緩慢增加，兩者成負相關關系，從而保證有足夠的節點以供選擇傳輸路徑，使得網絡處于一個相對較優的通信狀態。