水声传感网中基于定向传输的机会路由方法技术

本发明专利技术公开了一种水声传感网中基于定向传输的机会路由方法，包括：一、构建网络模型，将网络进行分层，不同层次声速取值大小不同，并且借助正十二面体部署定向换能器实现全方向覆盖；二、划分转发域，将转发域划分为主转发和辅转发域；三、选择转发集，基于模糊逻辑计算节点的转发效用值，根据转发效用值设置节点的转发优先级，并基于数据包传输成功所花费的时间优化转发集节点数量，根据节点优先级及优化的转发节点数量进行转发集选择；四、协调转发节点，考虑定向换能器波束之间的传输时间差设置转发节点的等待时间，进行转发节点协调以抑制冗余转发。本发明专利技术结合机会路由与定向换能器的优势能够有效提高网络吞吐量及数据传输的可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
水声传感网中基于定向传输的机会路由方法


[0001]本专利技术属于水声传感网络数据传输
，具体涉及一种水声传感网中基于定向传输的机会路由方法。

技术介绍

[0002]水声传感网在水环境监测、海洋资源勘探、海事安全等方面具有广阔的应用前景。水声传感网通常由岸上基站、水面汇聚节点及水下传感器节点组成，数据由水下传感器节点收集，经过多跳网络传输到水面汇聚节点，汇聚节点再利用无线电将数据传输到基站，如何确保数据安全、可靠、实时的传输是水声传感网需要解决的核心问题。本专利技术水声传感网路由方法将是水下数据可靠传输基础理论研究的重要组成部分。
[0003]现阶段声学通信被认为是水下通信的优良媒介。然而，水声通信长传播延迟、高误码率、高衰减等特性，导致水声链路质量及稳定性较差，因此传统路由协议并不适用于水声传感网。机会路由因其能够提高无线通信传输率和吞吐量而受到广泛关注。与传统路由不同，机会路由不需要在数据包传输之前确定路由路径，而是在数据包传输时利用无线信道的广播特性允许多个中继节点协作转发数据包，从而提高数据传输效率，因此，机会路由更加适用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水声传感网中基于定向传输的机会路由方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）构建网络模型水声传感网络由sink节点和水下传感器节点组成，sink节点均匀分布在水面，水下传感器节点从其周围区域收集感测到的数据，并通过多跳传输将数据发送到水面sink节点，sink节点通过无线电将数据传输到基站，根据声速将网络进行分层，不同层次其声速取值大小不同；采用定向水声换能器，网络模型构建阶段还包括定向换能器模型的构建；（2）划分转发域仅处于转发域内的节点能够进行数据包转发，划分转发域能够缩小转发节点选择范围，提高转发节点选择效率，并且通过减少转发集节点数量来抑制冗余转发；（3）选择转发集转发集节点选择依据节点的转发效用值，即节点的数据转发能力，转发效用值越大的邻居节点越有可能成为转发节点；转发集选择包括确定转发候选集、计算候选节点转发效用值、优化转发节点数量及最终选择转发节点集；首先基于模糊逻辑计算节点的转发效用值，根据转发效用值设置节点的转发优先级，并基于数据包传输成功所花费的时间优化转发集节点数量，最后根据节点优先级及优化的转发节点数量进行转发集选择；（4）协调转发节点转发集确定之后，源节点按照波束优先级顺序转换波束进行数据发送，协调转发节点传输数据包；采取基于定时器的协调机制，每个转发节点设置转发等待时间；当定向换能器转换波束转发数据时，考虑不同波束的传输时间差。2.根据权利要求1所述的一种水声传感网中基于定向传输的机会路由方法，其特征在于，所述步骤（1）中，定向换能器模型构建如下：每个节点均配有定向换能器，采取波束转换换能器，借助正十二面体进行全向覆盖，正十二面体每个面对应一个换能器波束，波束转换换能器由十二个波束组成，波束之间具有重叠部分；节点在同一时间仅能在一个波束进行发送或接收信号；节点具有全向及定向两种工作模式，工作模式切换时间忽略不计，采取定向模式时，节点在不同波束之间切换进行数据传输，波束切换时间忽略不计。3.根据权利要求 1 所述的一种水声传感网中基于定向传输的机会路由方法，其特征在于，所述步骤（2）中，转发域划分的具体方法为：将转发域设置为正十二面体上半部分波束，并且将转发域设置为主转发域和辅发域，主转发域为最高优先级波束内60
°
角部分所对应的网络区域，辅转发域为转发域内除主转发域以外的区域，其中波束优先级根据波束中心线与源和sink节点连线的夹角的大小确定，夹角越小...

【专利技术属性】
技术研发人员：江金芳，闫倩，韩光洁，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：