[發明專利]一種結合平衡路由與傳輸半徑控制的方法和存儲設備

有效

• 申請號: 202010187245.5
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111556544B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 余志民;鄭瑞恒;林劍萍;羅成立
• 申請（專利權）人: 陽光學院
• 主分類號: H04W40/08
• 分類號: H04W40/08;H04W40/10;H04W40/32
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙) 35219
• 代理人: 魏小霞;徐劍兵

本發明涉及無線傳感器技術領域，特別涉及一種結合平衡路由與傳輸半徑控制的方法和存儲設備。所述一種結合平衡路由與傳輸半徑控制的方法，包括步驟：為每個節點設置路徑計數器；根據所述路徑計數器值大小為每個節點生成最短路徑；單位周期內，以各節點的轉發封包總量計算該節點相對應的傳輸半徑；根據所述傳輸半徑建立不同群集。上述方案使得層內與層間的功率均得到均勻使用，進而使得整個網絡的功率利用率最大化，從而使得網絡壽命得到提升。

技術領域

本發明涉及無線傳感器技術領域，特別涉及一種結合平衡路由與傳輸半徑控制的方法和存儲設備。

背景技術

在無線傳感器網絡(WSN)中，數據包主要以多跳路由方式傳輸，傳輸方法很容易導致接收器連接區域(SCA)中出現熱點問題(即SCA內節點功率消耗速率較高問題)。此外WSN的傳輸路徑通常是根據幾個重要因素確定的，例如剩余能量、到基站的距離以及節點的局部密度。目前很多方法盡管考慮了能量平衡以基于多個因素的變化來更新路由路徑，但是這些綜合方法可以歸類為后期補救方法。如何進行早期干預，使得SCA出現熱點問題，并使得該區域中節點的電池電量快速耗盡，導致整體網絡效率低成了一個亟需解決的問題。

發明內容

為此，需要提供一種結合平衡路由與傳輸半徑控制的方法，用以解決現有技術中：在WSN中，因為現有數據包傳送方式導致SCA出現熱點問題，使得該區域中節點的電池電量快速耗盡，導致整體網絡效率低、網絡壽命短等問題。具體技術方案如下：

一種結合平衡路由與傳輸半徑控制的方法，包括步驟：為每個節點設置路徑計數器；根據所述路徑計數器值大小為每個節點生成最短路徑；單位周期內，以各節點的轉發封包總量計算該節點相對應的傳輸半徑；根據所述傳輸半徑建立不同群集。

進一步的，所述“根據所述路徑計數器值大小為每個節點生成最短路徑”，還包括步驟：遍歷同層節點，選擇路徑計數器值最小的節點作為中間轉發節點，并增加被選為新的中間轉發節點的路徑計數器值。

進一步的，所述“單位周期內，以各節點的轉發封包總量計算該節點相對應的傳輸半徑”，還包括步驟：假設每個節點的所需傳輸功率P_k與傳輸半徑r_k的平方比成比例，并且路徑轉發次數的總數為F_k，在每個數據周期中，F_k是轉發數據包，數據包大小和不均勻群集的節點密度分布的函數；傳輸半徑與各層路徑轉發次數的比值可以簡單地確定為

其中r₁代表最內傳輸半徑，r_n代表最外傳輸半徑，F₁代表最內層的轉發分組的總數，F_n代表最外層的轉發分組的總數。

進一步的，所述“根據所述傳輸半徑建立不同群集”，還包括步驟：以節點為圓心，所述傳輸半徑為半徑建立群集。

進一步的，群集中節點等概率輪流作為群集頭。

為解決上述技術問題，還提供了一種存儲設備，具體技術方案如下：

一種存儲設備，其中存儲有指令集，所述指令集用于執行：為每個節點設置路徑計數器；根據所述路徑計數器值大小為每個節點生成最短路徑；單位周期內，以各節點的轉發封包總量計算該節點相對應的傳輸半徑；根據所述傳輸半徑建立不同群集。

進一步的，所述指令集還用于執行：所述“根據所述路徑計數器值大小為每個節點生成最短路徑”，還包括步驟：遍歷同層節點，選擇路徑計數器值最小的節點作為中間轉發節點，并增加被選為新的中間轉發節點的路徑計數器值。