[發明專利]具有能量捕獲特性的無線傳感網時延最小化路由選擇方法

在審

• 申請號: 201410781143.0
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104540182A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 池凱凱;林一民;朱留栓;李燕君;程珍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10
• 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

1.一種具有能量捕獲特性的無線傳感網時延最小化的路由選擇方法，其特征在于：所述路由選擇方法包括以下步驟：

第一步，源節點操作，過程如下：

步驟1.1.源節點要發送數據包給目的節點時，先根據所要發送的數據包長L和自己的數據發送速率R_s來計算源節點的數據包發送時長t_s，計算公式如下：

ts=LRs---(1)]]>

步驟1.2.接著廣播一個路由請求包RREQ，請求包RREQ中包含源節點ID、目的節點ID、待發送數據包的長度L以及數據包發送時長t_s；

步驟1.3.當源節點收到目的節點的路由回復包RREP時，讀取包中所記錄的路徑，并根據該路徑發送數據包；

第二步，中繼節點操作，過程如下：

步驟2.1.中繼節點i從它的某個鄰居節點j收到請求包RREQ時，從里面讀出源節點ID和目的節點ID；如果之前已經收到過有相同的源節點ID和目的節點ID，則扔棄該請求包RREQ且不執行后續步驟；否則從該包中讀出參數L值和節點j的數據包發送時長t_j，并按公式(2)計算發送L長度數據包所要消耗的發送時間t_i，

ti=LRi,---(2)]]>

其中參數R_i為節點i的數據發送速率；

步驟2.2.計算中繼節點i進行數據接收和發送所要消耗的總能量E_i,如公式(3)所示，

Ei=Eir+Eit=ertj+(etti+Pti)---(3)]]>

其中，從節點j接收信息所消耗的能量為e_r為信號接收電路進行信號接收時單位時間內的能量消耗；發送信息所消耗能量為由發送模塊電路處理待發送信息所消耗的能量e_tt_i和輸送給天線以發送無線信號的能量Pt_i構成，e_t為單位時間內信號發送模塊電路處理待發送信息所消耗的能量，P為發送功率；

步驟2.3.再計算需要等待的時延如公式(4)所示

Tih=Ei-eiRih---(4)]]>

其中，e_i表示節點i的現有能量，表示節點i的能量捕獲速率；

步驟2.4.判斷，如果則意味著節點i當前有足夠的能量來中繼數據包，則令如果則表示節點i當前沒有足夠的能量來中繼該數據包，需要等待時間才能有足夠的能量中繼該數據包；

步驟2.5.中繼節點i將本節點ID、能量捕獲時延以及數據包發送所要消耗的時間t_i這三個值添加到接收的請求包RREQ中，然后將該RREQ包廣播出去；

第三步，目的節點操作，過程如下：

步驟3.1.當目的節點接收一個請求包RREQ時，從里面讀出源節點ID和目的節點ID，如果之前沒有收到過有相同的源節點ID和目的節點ID，則啟動一個倒計時計算器Timer，Timer的值是預先設置好的；當倒計時計算器Timer溢出時，后續接收到有相同源節點ID和目的節點ID的RREQ包則不再進行任何操作；如果之前已經收到過有相同的源節點ID和目的節點ID，且倒計時計算器Timer還未溢出，則從該請求包RREQ里讀取出參數L的值、發送該請求包RREQ的鄰居節點j的數據包發送時長t_j、以及所有記錄在里面的不同中繼節點i的值；

步驟3.2.根據公式(5)計算目的節點接收數據包所要消耗的能量E_d，

E_d＝e_rt_j??(5)

進一步根據公式(6)計算目的節點需要等待的時延

Tdh=Ed-edRdh---(6)]]>

其中，e_d表示目的節點的現有能量，表示目的節點的能量捕獲速率；

步驟3.3.在以及所有中找出最大的值，將其作為該請求包RREQ所走過的路徑的端到端時延，并且存儲該路徑所包含的節點和它的端到端時延；

步驟3.4.當倒計時計算器Timer的值減到零時，在已經存儲的路徑中選取出端到端時延最小的那條路徑，并生成一個路由回復包RREP，在該包里寫入該路徑所包含的所有節點ID以及寫入該路徑的端到端時延，并將該回復包RREP沿著該路徑逆向以單播的方式傳遞給源節點。