[發明專利]一種基于網絡編碼的無線傳感器網絡機會路由協議設計方法

在審

• 申請號: 201711339807.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108135020A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 姚玉坤;張毅;李娟;李小勇;劉江兵
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W40/12
• 分類號: H04W40/12;H04L12/721;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于網絡編碼的無線傳感器網絡機會路由協議設計方法，其特征在于該方法主要包括以下四個步驟：

S1：當網絡中有節點發送數據包時，需先利用SelectSet算法確定節點的轉發代價轉發集和發射功率

S2：上游節點向下游節點集廣播數據包，當收到下游節點集中某個節點的代價數據包時，上游節點停止發包，同時確定下游節點集的主轉發節點；

S3：從轉發集中選取一些符合條件的節點即“協助轉發節點”，讓其和主轉發節點共同轉發數據包給下游節點集；

S4：主轉發節點和協助轉發節點向其下游節點集廣播數據包，當協助轉發節點轉發的數據包個數到達設置的上限值時，協助轉發節點停止發包。

2.根據權利要求1所述的一種基于網絡編碼的無線傳感器網絡機會路由協議設計方法，其特征在于所述步驟S1中利用SelectSet算法確定節點轉發代價轉發集和發射功率的具體方法為：對于節點發射功率集合中的每一種值，都需先計算節點在該發射功率下的轉發代價，轉發代價代表節點發送一個數據包所需的能耗，轉發代價的計算公式中主要包含節點間的鏈路質量、剩余能量等參數，將相應的參數代入計算公式中即可獲取節點在每種發射功率下的轉發代價，最后通過比較大小選取其中轉發代價最小的發射功率發送數據包。

3.根據權利要求1所述的一種基于網絡編碼的無線傳感器網絡機會路由協議設計方法，其特征在于所述步驟S2中利用機會路由的思想，確定下游轉發集中的主轉發節點，其中，每個轉發節點集內的主轉發節點是該轉發集中最早收齊相應數據包的節點，且集合內的各節點能相互監聽，另外，為了盡快選出主轉發節點，當轉發集中有節點收到足夠多的數據包時不再向上游節點回復ACK消息，而是直接發送自己的代價數據包，當上游節點收到下游節點的代價數據包時，上游節點停止廣播數據包。

4.根據權利要求1所述的一種基于網絡編碼的無線傳感器網絡機會路由協議設計方法，其特征在于所述步驟S3中，當一個節點集的主轉發節點確定后，選取協助轉發節點的方法是：當主轉發節點向上游節點發送自己的代價數據包后，其鄰居節點判斷自己的轉發集是否與主轉發節點的轉發集存在交集，如果兩者不存在交集，則其鄰居節點放棄成為協助轉發節點，當兩者之間存在交集時，協助轉發節點重新計算自己的轉發代價，當鄰居節點的轉發代價小于主轉發節點的轉發代價時即可成為協助轉發節點。

5.根據權利要求1所述的一種基于網絡編碼的無線傳感器網絡機會路由協議設計方法，其特征在于所述步驟S4中限定協助轉發節點轉發數據包個數的思路是：根據協助轉發節點緩存編碼包的個數以及其轉發代價通過相應公式計算后得出，假設某一鄰居節點f為節點u的協助轉發節點，定義一個變量Q_f，其表達式如下：

式中表示主轉發節點u的轉發代價，C′_f表示鄰居節點按照轉發代價公式重新計算后的轉發代價，由于所以可以得出0<Q_f<1。則協助轉發節點發送的最大編碼包個數M_f為：

式中Γ_f為節點f已接收的編碼包數量，只要節點f發送的編碼包數量達到M_f或者收到下游節點的代價數據包時，節點f就停止編碼包的發送。