[發明專利]無線傳感網中數據傳輸延時優化方法

在審

• 申請號: 201911031362.6
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110868727A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 任秀麗;陳洋
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/02;H04W40/12;H04W84/18
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 羅瑩

1.無線傳感網中數據傳輸延時優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：網絡初始化：Sink節點廣播初始化消息，節點間發送數據探測包，計算路由選擇函數的值，更新路由表；

步驟2：數據傳輸：數據發送節點向選擇好的下一跳節點發送數據；

步驟3：計算排隊延時：數據接收節點計算排隊延時；

步驟4：路徑更改判斷：節點根據節點的鏈路質量信息以及排隊延時信息判斷是否可以繼續接收數據，滿足繼續接收數據的條件，則flag＝0；否則，flag＝1，并將flag返回給數據發送節點；

步驟5：路徑更改：數據發送節點根據flag的值判斷是否更改路徑，若更改路徑，則執行步驟6；否則，執行步驟2；

步驟6：節點選擇：路徑更改時，節點在路由表中選擇合適的節點作為下一跳節點，執行步驟2。

2.根據權利要求1所述的無線傳感網中數據傳輸延時優化方法，其特征在于，所述的步驟1中路由選擇函數計算方法為：

1.1)根據數據包是否被成功接收，將節點的探測情況分為有效探測與無效探測，以下給出相關定義：

有效探測：節點在進行c次的探測后，成功地發送了數據包且收到了確認包，則稱節點進行了c次有效探測；

無效探測：節點在進行c次的探測后，放棄傳輸或者沒有收到確認包，則稱節點進行了c次無效探測；

當節點進行c次探測后，信道空閑，則節點A發送數據包，A收到ACK表示數據被成功接收；

當節點在c次探測后發送數據包，但沒有收到ACK，表明數據包在傳輸過程中丟失；

當節點進行4次探測后信道仍然繁忙，因此，放棄此次傳輸；

1.2)節點有效探測占比度量：

對于任意節點N_x，用R_xk表示節點N_k轉發節點N_x的數據包的有效探測占比，R_xk越大，數據傳輸質量越好，由式(3)給出：

其中：s表示成功發送數據包的個數；u表示數據包傳輸失敗的次數；c_i表示第i次數據傳輸時探測信道的次數；

1.3)節點傳輸效率度量：

用E_xk表示節點N_k轉發節點N_x的數據包的傳輸效率度量，E_xk越高，節點間通信能力越好；由式(4)給出：

其中，tⁱ_e表示節點成功發送數據包的時間，即節點開始探測信道與接收到ACK消息的時間差；tⁱ_u表示節點在發送失敗或確認失敗前所進行的無效探測的時間；

1.4)節點的路由選擇函數：

路由選擇函數的值是節點的有效探測占比度量以及傳輸效率度量的復合計算，由式(5)和式(6)給出：

其中：maxR_x和minR_x分別表示節點N_x的候選路由節點的有效探測占比度量的最大值和最小值；r_xk表示節點N_k的有效探測占比度量的標準化數值；

其中：maxE_x和minE_x分別表示節點N_x的候選路由節點的傳輸效率度量的最大值和最小值；e_xk表示節點N_k的傳輸效率度量的標準化數值；

對于節點N_x，其路由選擇函數由式(7)給出：

select_x(N_k)＝αr_xk+βe_xk (7)

其中：select_x(N_k)是節點N_k在節點N_x路由表中的路由選擇函數的值；α，β為各度量指標的權重系數，且α+β＝1；

節點選擇select值最大的候選路由節點作為下一跳，設置α＝0.6，β＝0.4。