QoS感知路由协议的方法技术

本发明专利技术提供一种QoS感知路由协议的方法，包括如下步骤：构建异构无线传感器网络模型；根据异构无线传感器网络模型生成信息结构，通过信息结构实现信息交换；通过对生成的信息结构广播，来对无线网络进行路由路径探索，并获得最优的路由路径。与相关技术相比，本发明专利技术提供的QoS感知路由协议的方法，其数据负载自动分散，提高传输效率，提高网络利用率。

The method of QoS aware routing protocol

【技术实现步骤摘要】
QoS感知路由协议的方法
本专利技术涉及无线网络传输
，尤其涉及一种QoS感知路由协议的方法。
技术介绍
自适应路由协议因其自身的特性和关键约束而成HWSNs的理想选择。在多媒体传感器网络中,协议应提供QoS支持和能效支持.虽然已有研究考虑了多媒体传感器网络的QoS，但大多数研究考虑的是同构网络节点,而不是异构网络节点。在具有异构节点的WMSNs环境中，将群体智能技术应用于QoS供应的研究较少。一些关于WMSNs的文章讨论了使用蚁群算法在WMSNs中提供QoS支持，并通过对每种服务类型分别考虑信息素浓度来提供服务差异化。它导致生成和维护大型信息素表。此外，考虑不同流量类别的协议并不节能。如果网络由具有不同应用程序的异构节点组成，则协议应具有足够的智能以识别各种流量类型及其各自的QoS要求，并适当考虑网络生存期。因此，有必要提供一种新型的QoS感知路由协议的方法，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的QoS感知路由协议的方法，其数据负载自动分散，提高传输效率，提高网络利用率。为了达到上述目的，本专利技术提供一QoS感知路由协议的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、构建异构无线传感器网络模型；S2、根据异构无线传感器网络模型生成信息结构，通过信息结构实现信息交换；S3、通过对生成的信息结构广播，来对无线网络进行路由路径探索，并获得最优的路由路径。进一步，所述异构无线传感器网络模型表示为：G＝(V，E)<br>V＝{mi，sj，a|m1，……，mi，s1，……，sj，a}andV＝M∨S∨A，M∧S∧AE＝{eij，ejk，……，exy}其中，m为多媒体节点，s为标量节点，a为接入点，E表示节点之间的一组双向链路，V表示信息素表。进一步，所述信息结构包括Holleants、Forwardants和Backants，Holleants用于相邻节点之间的发现、链路故障检测和信息素扩散，Forwardants用于存储访问过的节点和网络状态信息，Backants存储全局信息素以及反馈信息素的每个链接的路径。进一步，所述路由路径探索还包括如下步骤：S31、源节点生成一个与目标节点通信的Forwardants包并进行广播，Forwardants包包含源节点和目标节点的地址；S32、中间节点对Forwardants包进行更新；S33、根据目标节点的路由信息的可用性，中间节点可以将更新后的Forwardants包进行单播或广播；S34、目标节点接收到Forwardants计算全局信息素的贡献，并存储在Backants中，然后将Backants单播到源节点；S35、源节点在规定的时间间隔内接受到Backants开始数据转发，源节点中缓冲数据包；源节点没有接受到Backants则重启响应路径，达到最大重启次数后，则丢弃缓冲的数据。进一步，概率计算公式为：其中，为下一个节点的n的信息素值，为属于一个路径上的相邻节点的集合，β1为控制ants探索行为的参数。与相关技术相比较，本专利技术的QoS感知路由协议的方法在选择下一跳转节点时，考虑相邻节点的剩余能量，与传统路由协议中由源节点选择一点最优路径进行数据转发不同，根据路径的估计质量实现数据负载的自动分散，协议不断感知网络状态，并根据QoS要求进行调整数据流量，提高传输效率，网络利用效率性能更高。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种QoS感知路由协议的方法，包括如下步骤：S1、构建异构无线传感器网络模型；所述异构无线传感器网络模型G表示为：G＝(V，E)V＝{mi，sj，a|m1，……mi，s1，……sj，a}andV＝M∨S∨A，M∧S∧AE＝{eij，ejk，……exy}其中，m为多媒体节点，s为标量节点，a为接入点，E表示节点之间的一组双向链路，V表示信息素表。多媒体节点是能够从环境中无所不在地检索多媒体内容(如视频和音频流、静态图像和标量传感器数据)的节点，有n个节点，其中M个多媒体节点，S个网络中标量节点和一个A接入点的数目，每个节点n∈V，保持QoS度量元素的信息。在V中的每个节点vi维护一个信息素表，该表还包含相邻节点信息,如通过相邻节点j到达目的地d所需的信息素值和平均跳数每个节点vi还维护一个相邻节点的信息素表，其中存储QoS度量元素BW(vi)、RE(vi)。其中，BW(vi)表示节点vi的可用带宽，RE(vi)表示节点vi的剩余能量。S2、根据异构无线传感器网络模型生成信息结构，通过信息结构实现信息交换；为了从源节点到访问点选择一个支持QoS的路由，应该提前知道关于候选路径的信息。这种信息交换是通过Helloants、Forwardants(FA)和backants(BA)来实现的。Helloants是所有节点每隔一段时间广播的短消息,Helloants用于邻居发现、链路故障检测和信息素扩散；Forwardants(前向蚁群)是一个由源节点创建的控制包，用于查找从源节点到指定目标d的路径。在从源节点到目标节点的过程中，FA存储了它访问过的所有节点,还携带用于确定QoS感知路由的网络状态信息；当到达目标节点时，每个具有可容忍延迟的FA将被转换成BA，并将FA所遵循的精确路径回溯到源节点。它存储全局信息素的贡献确定在目标节点使用网络状态信息通过FA收到。返回途中,它基于更新路由表,收集到的质量信息的每个链接的路径。S3、通过对生成的信息结构广播，来对无线网络进行路由路径探索，并获得最优的路由路径；所述路由路径探索还包括如下步骤：S31、源节点生成一个与目标节点通信的Forwardants包并进行广播,Forwardants包包含源节点和目标节点的地址；当源节点想要与路由信息不可用的目的地节点通信时，它广播FA。源节点生成的每一个ant包都有一个目标，即确定到目标节点的路径，从而满足给定的QoS要求。最初，在源节点生成时，ant包包含源节点和目标节点的地址；在到达目标节点的过程中，ant包保存了它访问过的所有中间节点的记录。。S32、中间节点对Forwardants包进行更新；每个接收到蚁群包的中间节点对FA包的剩余带宽和路由能量场进行如下更新，bmin＝min(bmin,bi)emin＝min(emin,ei)为了减少路由开销，删除那些“繁冗”路径的ant包，并获得“更好的”路径，每个接收到的ant包不会被进一步转发。在接收同一代的几个ant包时，中间节点将每个ant包的带宽场与当前代本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种QoS感知路由协议的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、构建异构无线传感器网络模型；/nS2、根据异构无线传感器网络模型生成信息结构，通过信息结构实现信息交换；/nS3、通过对生成的信息结构广播，来对无线网络进行路由路径探索，并获得最优的路由路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种QoS感知路由协议的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、构建异构无线传感器网络模型；
S2、根据异构无线传感器网络模型生成信息结构，通过信息结构实现信息交换；
S3、通过对生成的信息结构广播，来对无线网络进行路由路径探索，并获得最优的路由路径。


2.根据权利要求1所述的QoS感知路由协议的方法，其特征在于：在所述步骤1中，所述异构无线传感器网络模型表示为：
G＝(V,E)
V＝{mi,sj,a|m1,……,mi,s1,……,sj,a}
andV＝M∨S∨A,M∧S∧A
E＝{eij,ejk,……,exy}



其中，m为多媒体节点，s为标量节点，a为接入点，E表示节点之间的一组双向链路，V表示信息素表。


3.根据权利要求1所述的QoS感知路由协议的方法，其特征在于：在所述步骤2中，所述信息结构包括Holleants、Forwardants和Backants，Holleants用于相邻节点之间的发现、链路故障检测和信息素扩散，Forwardants用于存储访问过的节点和网络状态信息，Backants存储全局信息素以及反馈信息素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈翔，王民意，
申请(专利权)人：长沙师范学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43