[發明專利]基于數據溯源的WSN加權傳輸拓撲發現方法及系統

有效

• 申請號: 201710369931.2
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107241778B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 程杰;陳龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04W40/24
• 分類號: H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.基于數據溯源的WSN加權傳輸拓撲發現方法，其特征是，分為以下步驟：

步驟(1)：對基站的傳輸拓撲進行初始化；

步驟(2)：基站每收到一個數據包，均執行以下子步驟：步驟(2.1)：對基站接收的數據包進行溯源；步驟(2.2)：根據溯源路徑對傳輸拓撲進行擬合；

步驟(3)：累計傳輸路徑中各節點和通信鏈路的活躍度權值，在設定的時間點輸出基站的傳輸拓撲以及各節點和通信鏈路的活躍度權值；

步驟(4)：對于含多個基站的無線傳感器網絡，其傳輸拓撲由各基站的傳輸拓撲按照基站之間的通信關系合并生成；

所述步驟(1)之前包括的步驟：

設TP(B)為當前基站B所轄區域的傳輸拓撲，記TP(B)＝(N^B,E^B)，

其中，N^B＝{n₁,n₂,…,n_m}為基站B所轄區域傳感器節點的集合，m為節點數量；

E^B＝{n_i,n_j|n_i,n_j∈N^B}為通信鏈路的集合，n_i,n_j為鏈路邊，表示自節點n_i到n_j是一條數據傳輸鏈路；

對任意n_j∈N^B，記x(n_j)為節點n_j的活躍度權值；

對任意n_i,n_j∈E^B，記y(n_i,n_j)為鏈路邊n_i,n_j的活躍度權值；

所述步驟(1)的具體步驟包括：

將基站B的傳輸拓撲TP(B)中鏈路集合E^B初始化為空集，所轄區域各節點的活躍度初始化為零，即：對任意n_j∈N^B，x(n_j)←0；其中，“←”表示賦值；

所述步驟(2.1)的具體步驟包括：

設d為基站接收的當前數據包，通過數據溯源，得到該數據包在傳輸過程中的實際傳輸路徑P(d)＝n_d,1,n_d,2,…,n_d,t，其中，n_d,k∈N^B，k＝1,2,…,t，t為路徑長度，n_d,1為d的源發送節點，n_d,k表示數據包d的傳輸路徑上的第k個傳感器節點；

所述步驟(2.2)的具體步驟包括：

將傳輸路徑P(d)中所有鏈路邊均加入鏈路集合E^B，并累計各節點和鏈路邊的活躍度權值；即：

E^B←(E^B∪{n_d,1,n_d,2,n_d,2,n_d,3,…,n_d,t-1,n_d,t})；

并且，節點的活躍度權值：x(n_d,k)←(x(n_d,k)+1)，k＝1,2,…,t；

鏈路邊的活躍度權值：y(n_d,j-1,n_d,j)←(y(n_d,j-1,n_d,j)+1)，j＝2,3,…,t；

其中，x(n_d,k)表示節點n_d,k的活躍度權值，y(n_d,j-1,n_d,j)表示鏈路邊n_d,j-1,n_d,j的活躍度權值；

所述步驟(3)的具體步驟包括：

設置拓撲發現時間點，重復執行步驟(2)直到拓撲發現時間點，輸出得到的傳輸拓撲(N^B,E^B)，并且，對任意n_k∈N^B，輸出節點n_k的活躍度權值x(n_k)；對任意n_i,n_j∈E^B，輸出鏈路邊n_i,n_j的活躍度權值y(n_i,n_j)。

2.采用如權利要求1所述方法的基于數據溯源的WSN加權傳輸拓撲發現系統，其特征是，包括傳輸路徑溯源模塊和傳輸拓撲擬合模塊；

所述傳輸路徑溯源模塊的作用是：當收到數據包時，對當前數據包進行溯源，還原出該數據包的實際傳輸路徑；

所述傳輸拓撲擬合模塊的作用是：根據所述傳輸路徑溯源模塊得到的數據包傳輸路徑來擬合無線傳感器網絡的傳輸拓撲，并累計傳輸路徑中各節點和通信鏈路的活躍度權值，在設定的時間點輸出傳輸拓撲以及各節點和通信鏈路的活躍度權值。