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一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法技术

技术编号:23939363 阅读:64 留言:0更新日期:2020-04-25 04:26
本发明专利技术在对路由协议充分理解研究的基础上,提供了一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,本发明专利技术提出了路由传输质量评估概括函数,用于计算每条路径的适应值,通过路径的适应值评估所选择的路径质量的好坏,本发明专利技术详细记载了改良路由传输算法的设计,算法实现流程记载了改良的路由传输算法的实现方法。本发明专利技术的路由传输算法引入了每个传感器节点能量因子,能保持全网传感器节点能量均衡,避免某些关键节点因能量耗尽而过早丢失,从而延长整个网络的工作时间,综合考虑多种路由传输质量参数,把改良的鸟群觅食算法应用到路由探求最佳路径的过程中,方法有很好的可行性和可靠性。

A method to improve the quality of routing transmission in wireless distributed sensor network

【技术实现步骤摘要】
一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法
本专利技术涉及一种提高传感网路由传输质量的方法,特别涉及一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,属于传感网路由传输

技术介绍
传感网从互联网和物联网发展之后快速发展起来,并逐渐发挥了越来越重要的作用。无线分布式传感网是传感网的重要组成部分,主要由众多传感器节点组成,这些微型节点之间通过发射无线网络信号进行相互交流并且综合分析各种信息。在需要观测的区域部署大量传感器来检测周围环境的改变,传感器把改变信息按照一定的路径以最快的速度传到中枢,通过计算机综合分析后告诉观测人员结果。传感器网络可用于监测农作物的生长情况、保护环境、建筑领域、探索太空、家庭生活智能化等,这种智能网络受到了广泛青睐,而且由于传感器廉价,采集、传输和处理数据方便等优点,世界各国都在大力研究和发展无线分布式传感网。传统无线网络和无线传感网无论是在物理构成,还是在协议标准上都有很大的不同。首先设计目的不同,传统无线网络主要是为快速稳定传输信息,因此传统无线网络专注于提高用户带宽以保证信息的传输质量和速度,对无线网络发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,其特征在于:通过粒子群相互协作找寻从初始节点到目标节点的最佳路径,无线分布式传感网中的初始节点首先向目标节点发送广播,广播到目标节点后又会产生一个单向回复包,单向回复包沿着广播时走过的路径如果到达初始节点,则路由传输算法探求到一条路径,把每条路径看成一个粒子,所有路径的集合就是粒子的种群,探求新的路径是粒子的不断运动;通过路由传输质量评估概括函数计算每条路径的适应值的大小,评估每条路径质量的好坏,每个传感器节点看成一个路由,路由中存储一张路由表,而路由表中设有初始节点、目标节点、跳数、下一跳节点路由信息,如果路由传输算法开始时,每个传感器节点的路...

【技术特征摘要】
1.一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,其特征在于:通过粒子群相互协作找寻从初始节点到目标节点的最佳路径,无线分布式传感网中的初始节点首先向目标节点发送广播,广播到目标节点后又会产生一个单向回复包,单向回复包沿着广播时走过的路径如果到达初始节点,则路由传输算法探求到一条路径,把每条路径看成一个粒子,所有路径的集合就是粒子的种群,探求新的路径是粒子的不断运动;通过路由传输质量评估概括函数计算每条路径的适应值的大小,评估每条路径质量的好坏,每个传感器节点看成一个路由,路由中存储一张路由表,而路由表中设有初始节点、目标节点、跳数、下一跳节点路由信息,如果路由传输算法开始时,每个传感器节点的路由表是空的,则传感器节点需要广播探求路由,当从初始节点发送广播到目标节点,并且目标节点发送的回复包初始节点收到,则路由建立完毕。


2.根据权利要求1所述的一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,其特征在于,路由传输质量参数包括:发送时延、传感网丢包率、节点最大能量、可用传感网带宽。


3.根据权利要求1所述的一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,其特征在于,将无线分布式传感网抽象为一个有向图A(C,G),无线分布式传感网中微传感器节点用c表示,而所有微传感器节点c的集合用C表示,即C={c0,c1,c2,…,cn-1},任意两个传感器节点之间的边用b表示,而无线分布式传感网中所有传感器两两之间的边用G表示,一条从传感器节点0到传感器节点i的路径用J(c0,ci)表示,J(c0,ci)=((c0,c1),(c1,c2),…,(ci-1,ci)),其中(ci-1,ci)即为一条边,一条路径中有几条边就是对应路径中有几跳,路径中每个传感器节点就是一个路由器,路由器负责转发和接收信息,本发明假设一条路径J(cs,cd),在这条路径上的点cs和点cd分别表示为无线分布式传感网中的初始节点和目标节点,在路径上定义无线分布式传感网路由传输质量的多种参数,对于任意一个节点ci,发送时延为TD(ci),节点最大能量为ME(ci),对任意两个传感器节点的边bi=(ci,ci+1),相应边上的可用传感网带宽为NG(bi),边的发送时延为TD(bi),边的传感网丢包率为PL(bi),定义了传感器节点和边的路由传输质量参数后,路径的路由传输质量函数表示如下:














4.根据权利要求3所述的一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,其特征在于,本发明的鸟群觅食改良路由传输算法考虑节点能量因子,把节点能量因子加入路由传输质量函数,路由传输质量评估概括函数如式6,



在式6中,md、mp、mb、me分别是发送时延、传感网丢包率、可用传感网带宽和节点最大能量的权重因子,需要根据各个参数对链路性能的重要程度在[0,1]随机取不同的值,当发送时延和传感网丢包率越小而链路上两点间的最小可用传感网带宽和链路上传感器节点能量越大,则f(TQ)函数值越小,路径的质量越好,本发明对式6中的各参数值设置约束条件,
TD(J(cs,cd))≤D式7
NB(J(cs,cd))≥E式8
PL(J(cs,cd))≤P式9
其中D、E、P是设置的约束值,如果链路上的发送时延、可用传感网带宽、丢包率不满足上述条件,则这条链路不满足需求,把链路适应值f(TQ)的值置为0。


5.根据权利要求1所述的一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,其特征在于,一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法探求最佳路径过程包括:节点粒子编码、探求最佳路径、加入节点能量因子。


6.根据权利要求5所述的一种提高无线分布式传感网路由传输质量的方法,其特征在于,节点粒子编码中,将改良鸟群觅食算法应用到路由探求最佳路径的方法是通过节点粒子编码,将从初始节点和目标节点之间建立的每一条路径作为搜求范围的每一个解...

【专利技术属性】
技术研发人员:高小翎何克慧
申请(专利权)人:高小翎
类型:发明
国别省市:湖北;42

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