[發(fā)明專利]一種基于能量?jī)?yōu)化的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910161145.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109996308B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 相征;張阿鑫;任鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/10
• 分類號(hào): H04W40/10;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于能量?jī)?yōu)化的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由方法，包括：獲取每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量水平E；根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)的能量水平E得到路徑均衡能量水平RELWT；選取所述路徑均衡能量水平最小的路徑作為最優(yōu)路徑傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明基于經(jīng)典的AODV協(xié)議，在關(guān)鍵點(diǎn)上使用本發(fā)明的算法和策略來(lái)進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)，在保留AODV協(xié)議的一些優(yōu)良性能的同時(shí)，在路由跳數(shù)和能量?jī)?yōu)化之間做了一個(gè)折中，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)能量的均衡使用，避免了某些節(jié)點(diǎn)能量過(guò)度使用而導(dǎo)致斷鏈，降低了路由失效的次數(shù)，使得鏈路更趨穩(wěn)定，同時(shí)，也避免了部分節(jié)點(diǎn)能量過(guò)早耗盡導(dǎo)致的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓問(wèn)題，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于能量?jī)?yōu)化的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由方法及裝置。

背景技術(shù)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以其獨(dú)特的靈活性，便利性和高效性成為近年來(lái)快速成長(zhǎng)的一個(gè)通信領(lǐng)域，也是重要的發(fā)展方向之一。ad hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一種模式，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)嚴(yán)格的控制中心，單個(gè)或部分節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的情況下，不影響其他節(jié)點(diǎn)通信；獨(dú)立性網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)自組成網(wǎng)，不依賴于固定的通信設(shè)施網(wǎng)絡(luò)；多跳路由由普通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)完成，無(wú)需專用路由設(shè)備；具有拓?fù)渥兓瘯r(shí)的路由動(dòng)態(tài)重構(gòu)能力，節(jié)點(diǎn)可獨(dú)立的隨機(jī)移動(dòng)；這些優(yōu)良特性使其在民用和軍事通信領(lǐng)域占據(jù)重要的一席之地。

目前ad hoc網(wǎng)絡(luò)使用的路由協(xié)議主要是無(wú)線自組網(wǎng)按需平面距離向量路由協(xié)議(Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing，AODV協(xié)議)。該協(xié)議包括路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)兩個(gè)階段。在路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送RREQ報(bào)文，源節(jié)點(diǎn)在收到目的節(jié)點(diǎn)的RREP報(bào)文后選擇回復(fù)報(bào)文中跳數(shù)最少的一條路徑作為報(bào)文傳輸路徑。在接下來(lái)的通信過(guò)程中，需要對(duì)已經(jīng)建立的路徑進(jìn)行維護(hù)。

在移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)能量的供應(yīng)不是無(wú)窮的，若在進(jìn)行路由維護(hù)之前節(jié)點(diǎn)能量耗盡，則會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)失效，那么就需要重新啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程，這對(duì)該網(wǎng)絡(luò)性能的進(jìn)一步提高也構(gòu)成限制因素。通常來(lái)講，業(yè)務(wù)比較繁忙的節(jié)點(diǎn)容易產(chǎn)生能量匱乏現(xiàn)象，比如一條或多跳路徑同時(shí)使用某節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)能量消耗較快甚至耗盡。這種現(xiàn)象會(huì)縮短網(wǎng)絡(luò)的有效工作時(shí)間，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)鏈路不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于能量?jī)?yōu)化的移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)路由方法及裝置。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于能量?jī)?yōu)化的移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由方法，包括：

獲取每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量水平E；

根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)的能量水平E得到路徑均衡能量水平RELWT；

選取所述路徑均衡能量水平最小的路徑作為最優(yōu)路徑傳輸數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能量水平E得到路由均衡能量水平RELWT包括：

根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能量水平E得到鏈路能量水平EL；

根據(jù)所述鏈路能量水平EL得到鏈路均衡能量水平ELWT；

根據(jù)所述鏈路均衡能量水平ELWT得到路徑均衡能量水平RELWT。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述節(jié)點(diǎn)的能量水平E為該節(jié)點(diǎn)此刻剩余的能量值。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能量水平E得到鏈路能量水平EL包括：

當(dāng)判斷鏈路的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中沒(méi)有中間節(jié)點(diǎn)時(shí)，則選擇鏈路能量水平EL為閾值最大值；

當(dāng)判斷鏈路的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中有一個(gè)為中間節(jié)點(diǎn)時(shí)，則選擇鏈路能量水平EL為該中間節(jié)點(diǎn)的能量水平；

當(dāng)判斷鏈路的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)均為中間節(jié)點(diǎn)時(shí)，則選擇鏈路能量水平EL為兩個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的能量水平中較小值。