[發(fā)明專利]一種無線自組網(wǎng)的路由查找方法及其系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108093457B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸許明;徐永鍵;熊高嶺
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)花都產(chǎn)業(yè)科技研究院;中山大學(xué)
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04L12/733;H04L12/751;H04W40/24
• 代理公司: 廣州駿思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 潘雯瑛

本發(fā)明涉及一種無線自組網(wǎng)的路由查找方法及其系統(tǒng)，包括源節(jié)點(diǎn)向鄰節(jié)點(diǎn)廣播RREQ；在鄰節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時，更新最小剩余能量和平均剩余能量，并向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送RREP；否則，在轉(zhuǎn)發(fā)時間小于第一閾值時，將鄰節(jié)點(diǎn)作為路由路徑節(jié)點(diǎn)，更新最小剩余能量和平均剩余能量，并將路由跳數(shù)計(jì)數(shù)加1，且向其鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ。源節(jié)點(diǎn)收到該RREP后，更新路由表，在各路由路徑中的平均剩余能量的差值均小于第二閾值時，選擇路由跳數(shù)最小的路由路徑作為最優(yōu)路由路徑；否則，選擇最大平均剩余能量所在的路由路徑作為最優(yōu)路由路徑。通過綜合考慮源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的距離、節(jié)點(diǎn)的剩余能量和平均剩余能量，均衡了各節(jié)點(diǎn)的能量消耗，避免了網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，提高了節(jié)點(diǎn)的平均生存時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線自組網(wǎng)的功耗優(yōu)化領(lǐng)域，特別是涉及一種無線自組網(wǎng)的路由查找方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線自組網(wǎng)(簡稱“AD hoc”網(wǎng))是一種多跳的、無中心的、自組織無線網(wǎng)絡(luò)，又稱為多跳網(wǎng)(Multi-hop Network)、無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)(Infrastructureless Network)或自組織網(wǎng)(Self-organizing Network)。AD hoc網(wǎng)中沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施，每個節(jié)點(diǎn)都是移動的，并且都能以任意方式動態(tài)地保持與其它節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系；在這種網(wǎng)絡(luò)中，由于終端無線覆蓋取值范圍的有限性，兩個無法直接進(jìn)行通信的用戶終端可以借助其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，也就是說，AD hoc網(wǎng)中的每一個節(jié)點(diǎn)同時也是一個路由器，它們能完成發(fā)現(xiàn)以及維持到其它節(jié)點(diǎn)路由的功能。

無線自組網(wǎng)是由許多個無線自組網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，這些無線自組網(wǎng)設(shè)備采用的是便攜式電池來提供電源，而電池的容量有限，臨時補(bǔ)充電量很困難。一旦某個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)備或達(dá)到一定比例的節(jié)點(diǎn)設(shè)備電量耗盡而停止工作，那么整個無線自組網(wǎng)可能受影響甚至癱瘓而不能正常工作。現(xiàn)有的無線自組網(wǎng)通常采用AODV協(xié)議來查找路由。AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector Routing)是一種按需路由協(xié)議，通過AODV查找路由時，當(dāng)無線自組網(wǎng)中的一個節(jié)點(diǎn)需要給網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)傳送信息時，如果沒有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，則必須先以多播的形式發(fā)出路由請求報(bào)文(簡稱“RREQ”)。RREQ報(bào)文中記錄著發(fā)起節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層地址，鄰近節(jié)點(diǎn)收到RREQ，首先判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否為自己。如果是，則向發(fā)起節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由回應(yīng)報(bào)文(簡稱“RREP”)；如果不是，則首先在路由表中查找是否有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，如果有，則向源節(jié)點(diǎn)單播RREP，否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)RREQ進(jìn)行查找。這種協(xié)議能夠有效的避免循環(huán)查找，且更靈活，是一個目前相對最適合Adhoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。

但是，現(xiàn)有的AODV在選源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)路由路徑時，采用的是最小跳數(shù)的方法，這個方法在整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)射各節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率一定的情況下能夠節(jié)省網(wǎng)絡(luò)整體的能量，但是，也會吸引更多的流量，導(dǎo)致某條路徑上節(jié)點(diǎn)能量消耗過快，一旦某個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)電池耗盡，將使依賴該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)作為中間節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)不能夠進(jìn)行通信，那么就可能造成網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，甚至導(dǎo)致整個無線自組網(wǎng)不能夠正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種無線自組網(wǎng)的路由查找方法，其具有可避免選擇存在最小剩余能量節(jié)點(diǎn)的路由路徑、均衡各節(jié)點(diǎn)的能量消耗，避免網(wǎng)絡(luò)分區(qū)斷裂，提高網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的平均生存時間的優(yōu)點(diǎn)。

一種無線自組網(wǎng)的路由查找方法，包括如下步驟：

步驟S1：源節(jié)點(diǎn)向鄰節(jié)點(diǎn)廣播RREQ；所述RREQ中包括路由路徑中的最小剩余能量、路由路徑中的平均剩余能量和路由跳數(shù)計(jì)數(shù)；

步驟S2：當(dāng)前鄰節(jié)點(diǎn)收到所述RREQ后，判斷是否收到過該RREQ，若未收到過則繼續(xù)步驟S3；

步驟S3：判斷該當(dāng)前鄰節(jié)點(diǎn)是否為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；若是，則更新路由路徑中的最小剩余能量和路由路徑中的平均剩余能量，并按照原路向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送RREP；否則，根據(jù)路由路徑中的平均剩余能量和該當(dāng)前鄰節(jié)點(diǎn)的剩余能量，判斷轉(zhuǎn)發(fā)時間是否小于第一閾值：