[發明專利]一種基于距離向量的水聲傳感器網絡多浮標機會路由方法

有效

• 申請號: 202010166179.3
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111416669B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 季飛;楊宇軒;官權升
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04L45/12;H04L45/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

1.一種基于距離向量的水聲傳感器網絡多浮標機會路由方法，其特征在于，包括：

S1、水面部署多個水面浮標節點，任意水面浮標節點均周期性向水下中繼節點廣播查詢包，不同水面浮標節點發送的查詢包ID號不同；

S2、水下中繼節點根據接收到查詢包內的信息判斷是否接收該查詢包，是否轉發該查詢包；具體地：水下中繼節點本地緩存中記錄了關于多個水面浮標節點的信息，由k個三維向量構成，用S_u(t)表示，S_u(t)＝{n_s1,n_s2,...,n_sk}，其中，n_si為三維向量(a，b，c)，a代表水面浮標節點的ID號，b代表水面浮標節點a對應的最大查詢包序號seq，c代表水下中繼節點距離相應水面浮標節點的最小距離向量值；向量n_si表明水下中繼節點能夠與水面浮標節點a進行通信，最小距離向量為c；

水下中繼節點收到查詢包后，首先將接收到的查詢包內的ID號與S_u(t)內所有ID號進行比較，若S_u(t)內沒有相同的ID號，表明水下中繼節點第一次接收該ID號的水面浮標節點發送的查詢包，直接更新S_u(t)，添加一個三維向量，三維向量中ID號和seq號與查詢包內ID號和seq號一致，距離向量為查詢包內距離向量值加1；若已有相同的ID號，則判斷查詢包內的seq是否大于S_u(t)內相同的ID號對應的seq號，若查詢包內seq較大，則需要更新S_u(t)中此ID號對應的距離向量值為查詢包內距離向量值加1，且同時更新seq號為查詢包內的seq號；若兩者的seq號相同，則需要比較查詢包內距離向量值加1與S_u(t)中此ID號對應的距離向量值，取其中較小值覆蓋S_u(t)中此ID號對應的距離向量值；

只有S_u(t)發生了更新的情況才會轉發查詢包，其他情況下，丟棄該查詢包；若轉發查詢包，查詢包內的ID號和seq號均不變，距離向量值為查詢包內原始值加1；

S3、最終源節點收到查詢包，源節點以廣播的方式發送數據包；

S4、水下中繼節點接收到數據包后，判斷是否轉發該數據包，且節點不是立即轉發該數據包，而是設置一段等待時延，同時監聽信道，若等待時延結束且在此期間未監聽到有其他相同數據包的傳輸，則節點轉發該數據包；

S5、重復S4步驟，直到任意一個水面浮標節點接收到數據包；

S6、水面浮標節點接收到數據包以后，進行多水面浮標節點之間的協調，最終向匯聚節點傳輸數據包；

步驟S3中，水下源節點發送數據包前，獲取源節點本地S_u(t)中最小的距離向量，添加至數據包包頭中，同時，在數據包包頭內添加GID號；

步驟S4中，水下中繼節點本地緩存中記錄了待轉發和已轉發的數據包GID號，若接收到的數據包的GID號，與本地緩存中已轉發的GID號相同，則不轉發該數據包直接丟棄；若接收到的數據包的GID號與本地緩存中待轉發的GID號相同，且數據包內的距離向量值小于本地S_u(t)中最小的距離向量，則不轉發該數據包且同時刪除待轉發GID號，在已轉發緩存中添加此GID號；只有該節點收到數據包的GID號與本地緩存中待轉發和已轉發的GID號都不相同，才可能轉發此數據包，進一步判斷水下中繼節點是否屬于候選節點集，是否有資格轉發該數據包；

水下中繼節點是否屬于候選節點集的判斷標準為：

其中：S_i(t)代表水下節點可達水面浮標節點的集合，s_v代表可達的多個水面浮標節點中的一個浮標節點，D(s_v)為根據節點本地緩存的S_u(t)中得到的到達水面浮標節點s_v的最短距離向量，N代表數據包內儲存的距離向量；只有水下中繼節點可達的水面浮標節點集合中，存在至少一個水面浮標節點與該水下中繼節點的距離向量小于數據包內的距離向量，該水下中繼節點才屬于候選節點集。