一种基于距离向量的水声传感器网络多浮标机会路由方法技术

本发明专利技术属于水声传感器网络领域，涉及一种基于距离向量的水声传感器网络多浮标机会路由方法，包括：S1、若干个水面浮标节点均向水下节点周期性广播查询包；S2、水下中继节点转发查询包，建立距离向量；S3、水下源节点接收查询包后，获取最小距离向量，以广播的方式发送数据包；S4、水下中继节点转发数据包；S5、重复S4步骤，直到任意水面浮标接收到数据包；S6、水面浮标节点接收到数据包以后，进行多水面浮标节点之间的协调，最终向汇聚节点传输数据包。本发明专利技术水下传输仅利用距离向量信息而不是节点的深度信息或者位置信息，能够很好地解决空白区域和“绕远路”问题，同时，适用于部署了多个水面浮标节点的水域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于距离向量的水声传感器网络多浮标机会路由方法
本专利技术属于水声传感器网络领域，涉及一种基于距离向量的水声传感器网络多浮标机会路由方法。
技术介绍
水声传感器网络是探索水域环境中十分重要的技术，已经有了非常广泛的应用，例如地震检测、油田开发、海洋观测和水下导航。在水声传感器网络中有一个控制和部署中心，用于收集各个水下传感器节点的数据信息，从而形成一个传感网络。因此，从水下传感器节点到水面浮标节点的路由机制设置和数据传输对水下应用来说是重要的辅助技术。由于水下声学环境的独有特性，水声传感器网络面临许多挑战。水声信道会产生严重的信号衰弱，复杂的多径效应，这些影响会带来高误码率。另外，水声通信的带宽很窄，时延是电磁波通信五个数量级以上。这些特点也会使得传统陆面通信的路由协议不能直接应用到水下环境中，需要重新设计能够应对水声环境特点的有效路由和数据转发机制。一些传统路由协议，通过路由表的建立形成了确定的数据转发路径，而机会路由使得符合转发要求的候选节点集内的节点均有转发的机会，因此可能存在多条路径到达目的节点，从而大大提高数据到达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于距离向量的水声传感器网络多浮标机会路由方法，其特征在于，包括：/nS1、水面部署多个水面浮标节点，任意水面浮标节点均周期性向水下中继节点广播查询包，不同水面浮标节点发送的查询包ID号不同；/nS2、水下中继节点根据接收到查询包内的信息判断是否接收该查询包，是否转发该查询包；具体地：水下中继节点本地缓存中记录了关于多个水面浮标节点的信息，由k个三维向量构成，用S

【技术特征摘要】
1.一种基于距离向量的水声传感器网络多浮标机会路由方法，其特征在于，包括：
S1、水面部署多个水面浮标节点，任意水面浮标节点均周期性向水下中继节点广播查询包，不同水面浮标节点发送的查询包ID号不同；
S2、水下中继节点根据接收到查询包内的信息判断是否接收该查询包，是否转发该查询包；具体地：水下中继节点本地缓存中记录了关于多个水面浮标节点的信息，由k个三维向量构成，用Su(t)表示，Su(t)＝{ns1,ns2,...,nsk}，其中，nsi为三维向量(a，b，c)，a代表水面浮标节点的ID号，b代表水面浮标节点a对应的最大查询包序号seq，c代表水下中继节点距离相应水面浮标节点的最小距离向量值；向量nsi表明水下中继节点能够与水面浮标节点a进行通信，最小距离向量为c；
水下中继节点收到查询包后，首先将接收到的查询包内的ID号与Su(t)内所有ID号进行比较，若Su(t)内没有相同的ID号，表明水下中继节点第一次接收该ID号的水面浮标节点发送的查询包，直接更新Su(t)，添加一个三维向量，三维向量中ID号和seq号与查询包内ID号和seq号一致，距离向量为查询包内距离向量值加1；若已有相同的ID号，则判断查询包内的seq是否大于Su(t)内相同的ID号对应的seq号，若查询包内seq较大，则需要更新Su(t)中此ID号对应的距离向量值为查询包内距离向量值加1，且同时更新seq号为查询包内的seq号；若两者的seq号相同，则需要比较查询包内距离向量值加1与Su(t)中此ID号对应的距离向量值，取其中较小值覆盖Su(t)中此ID号对应的距离向量值；
只有Su(t)发生了更新的情况才会转发查询包，其他情况下，丢弃该查询包；若转发查询包，查询包内的ID号和seq号均不变，距离向量值为查询包内原始值加1；
S3、最终源节点收到查询包，源节点以广播的方式发送数据包；
S4、水下中继节点接收到数据包后，判断是否转发该数据包，且节点不是立即转发该数据包，而是设置一段等待时延，同时监听信道，若等待时延结束且在此期间未监听到有其他相同数据包的传输，则节点转发该数据包；
S5、重复S4步骤，直到任意一个水面浮标节点接收到数据包；
S6、水面浮标节点接收到数据包以后，进行多水面浮标节点之间的协调，最终向汇聚节点传输数据包。


2.根据权利要求1所述的水声传感器网络多浮标机会路由方法，其特征在于，步骤S1中，查询包内储存有水面浮标节点ID号、查询包序列号seq和距离向量信息，其中：水面浮标节点ID号是为水面浮标节点设置的固定编号，在转发过程中始终不变，不同水面浮标节点的ID号不同；任意水面浮标节点发送的第一个查询包的序列号为1，发送的第n个查询包序列号为n，序列号呈递增趋势，最新产生的查询包拥有最大的查询包序列号seq；距离向量表明查询包的发送端到该浮标节点的最小距离向量。


3.根据权利要求1所述的水声传感器网络多浮标机会路由方法，其特征在于，步骤S1中，不同水面浮标节点的查询包初始发送时间为一个设定区间范围内产生的随机数，发送周期也为在设定区间范围内产生的随机数。


4.根据权利要求1所述的水声传感器网络多浮标机会路由方法，其特征在于，步骤S3中，水下源节点发送数据包前，获取源节点本地Su(t)中最小的距离向量，添加至数据包包头中，同时，在数据包包头内添加GID号。


5.根据权利要求4所述的水声传感器网络多浮标机会路由方法，其特征在于，步骤S4中，水下中继节点本地缓存中记录了待转发和已转发的数据包GID号，若接收到的数据包的GID号，与本地缓存中已转发的GID号相同，则不转发该数据包直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：季飞，杨宇轩，官权升，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44