[發明專利]一種基于HWMP改進的適用于智能電網鄰域網的路由算法

在審

• 申請號: 201710242068.4
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107104893A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 鄭增威;宗宇;霍梅梅;孫霖;吳劍鐘;蔡建平;陳丹
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/721;H04L12/733
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 張羽振

技術領域

本發明涉及一種路由算法，尤其涉及一種基于HWMP改進的適用于智能電網鄰域網的路由算法。

背景技術

智能電網鄰域網位于智能電網通信網絡的中間位置，起著重要的通信橋梁作用，它的通信直接影響著整個電網的通信質量。路由協議是提高鄰域網通信的關鍵技術。HWMP是適用于鄰域網的路由協議之一，但直接將HWMP協議應用于到鄰域網中，又存在著不足的地方。1)ALM路由判據的不足。HWMP協議中的路由選擇機制中的路由判據為ALM，ALM考慮了完成數據包鏈路通信的資源開銷。在NAN實際應用場景中，還應考慮一些其他因素對于鏈路質量的影響。例如干擾因素、信道切換延時等。2)恢復機制。在HWMP路由恢復機制中，當鏈路發生中斷，節點就會廣發PERR消息，PERR消息的大量涌入，也在一定程度上增加了網絡負載，降低了網絡通信的質量。因此，為了提高鄰域網的通信質量，設計一種可靠的路由協議算法成為必要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于HWMP改進的適用于智能電網鄰域網的路由算法。

為實現上述技術目的，本發明采用了以下技術方案：這種基于HWMP改進的適用于智能電網鄰域網的路由算法，包括步驟如下：

1、將HWMP路由協議的路由判據ALM修改為HM(Hybrid Metric)；

計算HM的公式如下，

其中，α表示權衡因子，為常數，IR_i表示干擾因素，CSC_i為頻道切換的開銷，ALM為HWMP的原路由判據。

2、當節點轉發數據失敗時，首先對鏈路質量進行評估與決策，計算公式如下：

其中，P₀表示接收節點接收數據包的信號強度，P_N為噪聲級數，∑P_r表示帶噪信號之和；

如果SINR＜SINR_min，則評估鏈路質量差，認定該鏈路無法完成數據包轉發，將啟用基于回溯算法的備份路徑恢復機制；如果SINR≥SINR_min，將繼續使用原路徑完成數據傳輸；

基于回溯算法的備份路徑恢復機制為如下步驟：

a、該節點檢查是否有到達目的節點的備用路徑；如果存在，則進行下一步；如果不存在；進行步驟c)；

b、比較備用路徑和最優路徑的路由判據值；如果相差小于N，則通過備用路徑進行數據傳輸；否則，進行下一步；

c、向該節點的上一跳節點發送PERR，判斷上一跳節點是否是源節點，如果不是源節點，則進行步驟a)；如果是源節點，則進行步驟d)；

d、發送PREQ，請求建立通信鏈路，完成數據傳輸。

本發明的有益效果是：結合智能電網鄰域網的通信要求和特點，對HWMP路由算法進行改進，設計更為合適的路由協議來提升智能電網鄰域網的通信質量，以提高整個電網的通信性能。由實驗結果可以看出本發明方法在包傳遞率、網絡吞吐量以及PERR消息數量上均有一定程度的提高，使得網絡性能近一步的提高。在包傳遞率上，隨著節點數增大時，性能提升越明顯。當節點數>40時，包傳遞率可以達到95％左右。

附圖說明

圖1是本方法流程圖；

圖2是包傳遞率比較分析圖；

圖3是網絡吞吐量比較分析圖；

圖4是端到端延時比較分析圖；

圖5是PERR控制消息數比較分析圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本發明。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。

一、本發明的整體思想：

我們主要考慮以下兩個方面：針對HWMP默認路由判據ALM應用于鄰域網的不足，設計更符合智能電網鄰域網的路由判據；針對HWMP恢復機制存在的缺陷，設計了當節點轉發數據包失敗時，實現更加高效可靠的路由恢復機制。

二、本發明所述的一種基于HWMP改進的適用于智能電網鄰域網的路由算法，如圖1所示，其步驟如下：

1、路由判據的修改：