一种能量均衡的路由更新方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种能量均衡的路由更新方法，当前节点接收网络中心节点发送的路由更新请求，并标记轮次；当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求；如果是，设置拓扑层数最优路由的跳数、最优路由的最小电量，并清空路由表，如果否，更新拓扑层数；如果否，以及判断所述路由表中是否存在下一跳为广播路由更新请求的源节点的路由项，并根据所述当前节点的拓扑层数和最优路由记录广播同轮次路由更新请求，同时返回重复执行当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求，应用本发明专利技术实施例，保证了整个网络的负载均衡；且采用该能量均衡路由算法能够避开数据包长度限制对网络拓扑深度的限制。

An energy balanced routing update method

The embodiment of the invention discloses an energy-balanced routing update method in which the current node receives routing update requests sent by the network center node and marks the rounds; the current node determines whether the route update request is received for the first time; if so, the number of hops for setting the optimal route of the topology layer and the minimum of the optimal route are set. It also clears the routing table, if not, updates the number of topological layers, if not, and if not, determines whether there is a routing item in the routing table of the source node that the next hop is a broadcast routing update request, and broadcasts the same round of routing update request according to the topological layer number of the current node and the optimal routing record, while returning duplicates. Executing the current node to determine whether the routing update request is received for the first time, the embodiment of the present invention is applied to ensure load balancing of the entire network, and the energy balanced routing algorithm can avoid the limitation of packet length limitation on network topology depth.

【技术实现步骤摘要】
一种能量均衡的路由更新方法本申请是专利技术名称为一种基于AODV的改进路由方法及装置,申请号为201710025774.3(申请日2017年1月13日)的分案申请。
本专利技术涉及无线网络路由算法
，特别涉及一种能量均衡的路由更新方法。
技术介绍
在无线网络中，每个节点除了发送自身的数据外还需承担其他节点数据的转发任务，这会导致每个节点电量消耗的速率不一致。整个网络拓扑的运行时间取决于最先耗尽电量的节点的工作时间。因此在构建整个网络的路由结构时有必要考虑路由上每个节点的电量情况，尽可能减少电量低于平均水平的节点的数据转发任务。另外，IEEE802.15.4规定在无线传输过程中数据包的长度不应大于127字节。在采用8字节64位地址格式的情况中，数据链路层、网络层和传输层开销(包括8字节源、目的物理地址，8字节源、目的网络地址，1字节路由剩余跳数，1字节数据包类型，4字节传输序列号，2字节校验)将占用40字节。如果采用简单的AODV路由算法进行路由探索，假设RREQ包每经过一个节点需要添加当前节点的8字节地址和4字节节点信息，则只能进行7跳以内的路由探索。如果由于协议字段更加复杂导致固定或动态开销增加，会更加限制网络拓扑的规模。综合考虑路径可靠性和消耗功率，通过挖掘能量和链路关联性，并结合有效能量机制和路径的可靠性的问题，提出路径代价平衡预测函数，并将其优化函数作为选路标准，最终得到多条节点不相交且满足端到端的可靠性要求同时能量消耗少的有效路由，较全面解决了路径参量值的排序标准问题。该方案保证路由的稳定性和可靠性，同时减少网络中节点的能量消耗，但对于提出的路径代价平衡预测函数，并未具体介绍预测误差的估计，只是提出了一个预测表达式，内部的预测细节有待设计改良。存在的节点电量消耗速率不一致的问题和协议字段复杂导致网络拓扑规模受到限制的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种能量均衡的路由更新方法，构建整个网络的路由结构时考虑了路由上每个节点的电量情况，在路由更新请求中包含了最优路由电量和当前节点电量，通过这些信息对网络路由进行优化，保证了整个网络的负载均衡；且采用该能量均衡路由算法能够避开数据包长度限制对网络拓扑深度的限制。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种能量均衡的路由更新方法，其特征在于，网络中心节点设置初始的路由更新请求参数，具体包括如下步骤当前节点接收网络中心节点发送的路由更新请求，更新所述当前节点的拓扑层数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量、所述当前节点的电量，并标记轮次；当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求；如果是，设置所述当前节点的拓扑层数为第一预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数为第二预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量为第三预设值，并清空路由表；如果否，a、确定接收到的更新请求中的所述拓扑层数加1后小于所述当前节点的拓扑层数的情况下，更新所述当前节点的拓扑层数；b、判断所述路由表中是否存在下一跳为广播路由更新请求的源节点的路由项，如果否，根据所述路由更新请求中的信息添加所述路由项；如果是，按照最优路由的最小电量取最大者、最优路由的最小电量相等时跳数取最小者进行更新路由项，并更新路由记录；在所述当前节点的拓扑层数被更新、当前的最优路由比更新前的最优路由提供相同的最优路由的最小电量，且同时提供了更小的跳数的情况下，则根据所述当前节点的拓扑层数和最优路由记录广播同轮次路由更新请求，同时返回重复执行当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求的步骤。可选的，所述更新路由记录，包括：路由项更新完毕后按照最优路由的最小电量取最大者、最优路由的最小电量相等时跳数取最小者、最优路由的最小电量和跳数相等时下一跳节点电量取最大者的规则更新最优路由记录。可选的，所述设置所述当前节点的拓扑层数为第一预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数为第二预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量为第三预设值，包括：设置所述当前节点的拓扑层数为预设极大值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数为预设极大值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量为预设极小值。可选的，所述网络中心节点设置初始的路由更新请求参数，包括：所述网络中心节点设置当前节点的拓扑层数为0、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数为0、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量为预设极大值、所述当前节点的电量为预设极大值。可选的，所述方法还包括：在新节点加入所述网络中心节点创建的网络的情况下，发送路由获取请求；确定所述新节点的邻居节点；所述邻居节点发送自身的最优路由至所述新节点。可选的，所述确定所述新节点的邻居节点，包括：根据邻居节点查找算法，确定所述新节点的邻居节点。一种基于AODV的改进路由装置，其特征在于，所述装置包括：第一设置模块，用于网络中心节点设置初始的路由更新请求参数；发送模块，用于当前节点接收网络中心节点发送的路由更新请求，其中，所述路由更新请求包括：更新所述当前节点的拓扑层数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量、所述当前节点的电量，并标记轮次；第一判断模块，用于当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求；第二设置模块，用于在所述第一判断模块的判断结果为是的情况下，设置所述当前节点的拓扑层数为第一预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数为第二预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量为第三预设值，并清空路由表；第二判断模块，用于在所述第一判断模块的判断结果为否的情况下，确定接收到的更新请求中的所述拓扑层数加1后小于所述当前节点的拓扑层数的情况下，更新所述当前节点的拓扑层数；以及，判断所述路由表中是否存在下一跳为广播路由更新请求的源节点的路由项，如果否，根据所述路由更新请求中的信息添加所述路由项；如果是，按照最优路由的最小电量取最大者、最优路由的最小电量相等时跳数取最小者进行更新路由项，并更新路由记录；更新模块，用于在所述当前节点的拓扑层数被更新、当前的最优路由比更新前的最优路由能提供更大的最优路由的最小电量；或提供相同的最优路由的最小电量及更小的跳数；或提供相同的最优路由的最小电量和跳数及更大的下一跳节点电量的任一种情况下，根据所述当前节点的拓扑层数和最优路由记录广播同轮次路由更新请求，同时返回重复执行当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求的步骤。应用本专利技术实施例，在构建整个网络的路由结构时考虑了路由上每个节点的电量情况，在路由更新请求中包含了最优路由电量和当前节点电量，通过这些信息对网络路由进行优化，保证了整个网络的负载均衡。同时，采用能量均衡路由算法能够避开数据包长度限制对网络拓扑深度的限制。仿真试验表明，本专利技术所提方法，提高了整个网络传送的数据包轮数，降低了数据包平均传输能耗，使得所有路由得到充分均衡地利用。当然，实施本专利技术的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量均衡的路由更新方法，其特征在于，网络中心节点设置初始的路由更新请求参数，具体包括如下步骤当前节点接收网络中心节点发送的路由更新请求，更新所述当前节点的拓扑层数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量、所述当前节点的电量，并标记轮次；当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求；如果是，设置所述当前节点的拓扑层数为第一预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数为第二预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量为第三预设值，并清空路由表；如果否，a、确定接收到的更新请求中的所述拓扑层数加1后小于所述当前节点的拓扑层数的情况下，更新所述当前节点的拓扑层数；b、判断所述路由表中是否存在下一跳为广播路由更新请求的源节点的路由项，如果否，根据所述路由更新请求中的信息添加所述路由项；如果是，按照最优路由的最小电量取最大者、最优路由的最小电量相等时跳数取最小者进行更新路由项，并更新路由记录；在所述当前节点的拓扑层数被更新、当前的最优路由比更新前的最优路由提供相同的最优路由的最小电量，且同时提供了更小的跳数的情况下，则根据所述当前节点的拓扑层数和最优路由记录广播同轮次路由更新请求，同时返回重复执行当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求的步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种能量均衡的路由更新方法，其特征在于，网络中心节点设置初始的路由更新请求参数，具体包括如下步骤当前节点接收网络中心节点发送的路由更新请求，更新所述当前节点的拓扑层数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数、所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量、所述当前节点的电量，并标记轮次；当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求；如果是，设置所述当前节点的拓扑层数为第一预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的跳数为第二预设值、设置所述当前节点到所述网络中心节点的最优路由的最小电量为第三预设值，并清空路由表；如果否，a、确定接收到的更新请求中的所述拓扑层数加1后小于所述当前节点的拓扑层数的情况下，更新所述当前节点的拓扑层数；b、判断所述路由表中是否存在下一跳为广播路由更新请求的源节点的路由项，如果否，根据所述路由更新请求中的信息添加所述路由项；如果是，按照最优路由的最小电量取最大者、最优路由的最小电量相等时跳数取最小者进行更新路由项，并更新路由记录；在所述当前节点的拓扑层数被更新、当前的最优路由比更新前的最优路由提供相同的最优路由的最小电量，且同时提供了更小的跳数的情况下，则根据所述当前节点的拓扑层数和最优路由记录广播同轮次路由更新请求，同时返回重复执行当前节点判断是否为第一次收到所述路由更新请求的步骤。2.根据权利要求1所述的一种能量均衡的路由更新方法，其特征在于，所述更新路由记录，包括：路由...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建胜，刘军伟，禹士朋，陈玲，花纯征，徐艳红，储备，卢研研，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网安徽省电力有限公司宿州供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11