[發明專利]基于多維度路徑質量因子的無線傳感網分布式路由方法

有效

• 申請號: 201910032276.0
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109548112B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 龔本燦;姜敏;任東
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/12;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種基于多維度路徑質量因子的無線傳感網分布式路由方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟A，網絡路由建立階段，網絡啟動后，基站Sink廣播路由發現分組，路由發現分組沿傳播路徑收集當前節點到基站的最小路徑跳數、最大路徑信號強度和最大路徑剩余能量，當前節點根據這些信息生成到基站的最優路徑；

步驟B，網絡數據傳輸階段，節點需要傳輸數據時，根據步驟A建立的最優路徑傳輸數據到基站；

步驟C，網絡路由更新階段，基站周期性地廣播路由發現分組以更新網絡路由；

所述網絡路由建立階段包括如下步驟：

步驟(1)、網絡啟動后，Sink廣播路由發現分組；

步驟(2)、路由發現分組由網絡節點逐步轉發和擴散以到達每個網絡節點，一個節點可能收到多個從不同鄰節點轉發來的路由發現分組，當節點收到第i個路由發現分組時，取出路由發現分組首部的參數，按如下公式計算當前節點到基站的最小路徑跳數：

Phops(i)＝Phops(i)+1，先將路徑跳數加1；

MinPhops＝min{Phops(i),1≤i≤n}

其中，n表示當前節點收到的路由發現分組的個數；

按如下公式計算當前節點到基站的最大路徑信號強度：

PSSI(i)＝min{PSSI(i),RSSI(i),1≤i≤n}，將當前節點納入路徑信號強度的計算；

MaxPSSI＝max{PSSI(i),1≤i≤n}

其中，RSSI(i)表示當前節點接收到第i個路由發現分組時物理層檢測到的無線信號強度RSSI；

按如下公式計算當前節點到基站的最大路徑剩余能量：

Penergy(i)＝min{Penergy(i),Energy,1≤i≤n}，將當前節點納入路徑剩余能量的計算；

MaxPenergy＝max{Penergy(i),1≤i≤n}

其中，Energy表示當前節點的剩余能量；

按如下公式計算當前節點到基站的最小路徑費用：

Pcost(i)＝a*Phops(i)/MinPhops+b*MaxPSSI/PSSI(i)+c*MaxPenergy/Penergy(i)

MinPcost＝min{Pcost(i),1≤i≤n}；

其中，a,b,c為參數常量，a+b+c＝1，通過調節參數a,b,c的取值可以在網絡丟包率、能量消耗和能量均衡三者之間進行折衷；當前節點選取路徑費用最小的鄰節點作為路由轉發節點，并將其SenderID記入路由表中，作為下一跳節點；

步驟(3)：如果計算出的最小路徑費用MinPcost比節點當前保存的最小路徑費用更小，則說明新的路徑質量更優，此時保存最小路徑費用MinPcost，并修改路由發現分組首部的信息，將MinPhops、MaxPSSI、MaxPenergy和該節點的ID分別寫入路由發現分組的Phops、PSSI、Penergy和SenderID字段；

步驟(4)：當前節點向其鄰節點重新廣播路由發現分組。

2.根據權利要求1所述一種基于多維度路徑質量因子的無線傳感網分布式路由方法，其特征在于：所述網絡路由建立階段路由發現分組的格式如下：

(1)SeqNum：源節點設置的分組序號；

(2)PacketKind：分組類型；分路由請求分組和數據分組兩類，其中，路由請求分組由Sink發出，用于建立網絡路由；數據分組用于傳輸節點采集的數據；

(3)SinkID：Sink節點的編號；

(4)SenderID：當前發送節點的編號；

(5)Phops：當前節點到Sink的路徑跳數；

(6)PSSI：當前節點到Sink的路徑信號強度；

(7)Penergy：當前節點到Sink的路徑剩余能量。