【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信网络的，特别涉及一种通信路由或通信路径查找的基于数据优先级的纳米网络机会路由方法。
技术介绍
1、纳米网络和信息技术、生物技术一起被公认为21世纪社会发展的三大技术，由新兴纳米机器人组成的移动纳米网络具有传统宏观传感网及局域网络所无法比拟的优势，特别适用于在人体健康检测、精准治疗等方面，具有非常重要的医学应用前景。
2、然而，由于纳米节点的能量存储较小、传输距离有限等特性，其在纳米网络中进行高效的数据传输仍然面临着很多挑战。
3、针对纳米网络，现有技术以能量问题为中心提出了许多路由协议，但一般都忽略了纳米节点传输数据的优先级、传输延迟、有限的网络资源和计算资源等问题产生的影响，尤其是在人体中，生命体征数据或病人的关键健康信息需要更快速、更可靠的传输，以确保及时的医疗干预和治疗。因此，需要重新设计相应的路由协议来提高纳米网络的数据传输效率和可靠性。
技术实现思路
1、鉴于上述提出的背景与技术，本专利技术的目的在于提供了一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，解决了纳米节点在动态环境下，如人体内环境下如何进行更加高效、可靠的数据传输问题，通过提出的路由决策算法，根据数据的优先级选择最适合的节点进行传输，提高数据传输的效率，延长纳米节点的寿命并确保重要数据能够及时到达目的地。
2、本专利技术所采用的技术方案是，一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，所述纳米网络包括纳米网关节点和若干纳米节点；以纳米网关节点设于纳米网络环境中，
3、优选地，所述方法包括以下步骤：
4、步骤1：纳米网关节点g周期性发送带有索引值indexg的探测数据包；
5、步骤2：任一纳米节点s收到探测数据包，更新自身索引值indexs；
6、步骤3：当任一纳米节点s接收或感知到一个需要转发至纳米网关节点的数据包，判断该数据包的优先级；
7、在实际情况下，纳米节点接收或感知到的的数据可根据不同类型划分不同的优先级；由意外事件或紧急情况下产生的、需要及时响应和处理的为突发数据，其设置为最高优先级p1，其余日常健康数据、常规监测数据等常规数据的优先级为p2。
8、步骤4：纳米节点s判断自身剩余能量是否低于设定的阈值，若能量不足，则主动进行能量捕获，并在等待时间t后重复步骤4，否则进行步骤5；
9、步骤5：纳米节点s基于自身索引值indexs选择中继节点，基于中继节点的剩余能量筛选中继节点后，构建中继节点集；
10、步骤6：纳米节点s根据数据包的优先级分配传输功率，对中继节点集中的中继节点进行转发优先级计算，根据计算结果转发数据包；
11、步骤7：接收到转发的数据包的中继节点成为新的纳米节点s并返回步骤4，直至所述数据包转发至目标纳米网关节点。
12、优选地，步骤1中，所述探测数据包的索引值indexg初始化为0，所述索引值indexg周期性增长；所述纳米网关节点周期性广播探测数据包；一般情况下，索引值增长的周期与纳米网关节点广播探测数据包的周期一致。
13、优选地，步骤2中，纳米节点s以接收到的探测数据包所携带的索引值indexg更新自身的索引值indexs。
14、优选地，步骤4包括以下步骤：
15、步骤4.1：纳米网关节点根据实时网络状态和数据流量情况动态调整节点的能量阈值eθ，eθ大于纳米节点s发送和接收数据所消耗的能量；
16、步骤4.2：若纳米节点s的剩余能量es满足es≥eθ则进行数据包转发，否则剩余能量不足，需要主动捕获能量。
17、优选地，步骤5包括以下步骤：
18、步骤5.1：纳米节点s获取在其通讯范围内的中继节点的索引值，将比自身索引值indexs大的节点列为中继节点；
19、步骤5.2：步骤5.1所列的中继节点判断自身的剩余能量ere′是否能够进行当前数据包的接收与转发，若是，则反馈ack消息；
20、步骤5.3：纳米节点s将发送了ack消息的纳米节点列入中继节点集t，t＝(t1，...，tn}，n≥1；若中继节点集为空，则不进行数据包的转发。
21、优选地，步骤6包括以下步骤：
22、步骤6.1：纳米节点s根据自身所携带的数据包优先级计算传输功率；
23、步骤6.2：纳米节点s根据自身所携带的数据包优先级，计算中继节点集t中每个节点的转发优先级，并转发数据包。
24、优选地，步骤6.1中，
25、当数据包被分配突发数据的标识时，即优先级为p1时，计算传输功率p＝max{p1，...，pn}，pi是从纳米节点s到中继节点ti所需的传输功率，i为1至n间的整数；
26、当数据包被分配常规数据的标识时，即优先级为p2时，根据中继节点ti的剩余能量动态调整传输功率，将所有剩余能量高于设定阈值参数的中继节点列入集合tθ，pθ表示所有剩余能量高于设定阈值参数的中继节点的最大传输功率，pθ＝max{pθ1，...，pθn}，pθi表示纳米节点s到中继节点集tθ中的每个节点所需的传输功率；纳米节点s的传输功率p＝max{pavg，pθ}，其中，pavg＝avg{p1，...，pn}。
27、优选地，步骤6.2中，
28、当数据包被分配突发数据的标识时，即优先级为p1时，按索引值对中继节点集中的中继节点进行降序排序，其中相同索引值的节点的转发优先级其中，表示中继节点ti的剩余能量，indexi为中继节点ti的索引值，α为预设参数，α∈[0，1]；
29、当数据包被分配常规数据的标识时，即优先级为p2时，按剩余能量erei对中继节点集中的中继节点进行降序排序，其中相同剩余能量的节点的转发优先级
30、优选地，步骤7中，纳米节点s将中继节点的排序、待转发数据包及其优先级一同进行广播；接收到数据包的中继节点通过排序信息确认自身的转发优先级；
31、当前转发优先级最高的中继节点发送ack消息给纳米节点s，由纳米节点s广播该ack消息给其它中继节点，若当前转发优先级最高的中继节点未发送ack消息，则逐次进行退避时隙等待，直至存在一中继节点接收到纳米节点s的ack消息，则丢弃数据包，不再进行转发。
32、本专利技术提供了一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，所述纳米网络包括纳米网关节点和若干纳米节点；以纳米网关节点设于纳米网络环境中，进行数据的收集与控制，纳米节点使用机会路由协议，用于其在纳米网络环境中移动时动态感知环境中的数据，并于恰当的时机根据数据优先级进行数据的转发。
33、本专利技术的有益效果在于，高效、可靠，使得在纳米网络中移动的纳米节点在传输数据时，通过考虑不同数据的重要性和纳米节点的能源状态，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：所述纳米网络包括纳米网关节点和若干纳米节点；以纳米网关节点设于纳米网络环境中，进行数据的收集与控制，纳米节点使用机会路由协议，用于其在纳米网络环境中移动时动态感知环境中的数据，并于恰当的时机根据数据优先级进行数据的转发。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤1中，所述探测数据包的索引值indexg初始化为0，所述索引值indexg周期性增长；所述纳米网关节点周期性广播探测数据包。
4.根据权利要求2所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤2中，纳米节点s以接收到的探测数据包所携带的索引值indexg更新自身的索引值indexs。
5.根据权利要求2所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤4包括以下步骤：
6.根据权利要求2所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其
7.根据权利要求5所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤6包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤6.1中，
9.根据权利要求7所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤6.2中，
10.根据权利要求2所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤7中，纳米节点s将中继节点的排序、待转发数据包及其优先级一同进行广播；接收到数据包的中继节点通过排序信息确认自身的转发优先级；
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：所述纳米网络包括纳米网关节点和若干纳米节点；以纳米网关节点设于纳米网络环境中，进行数据的收集与控制，纳米节点使用机会路由协议，用于其在纳米网络环境中移动时动态感知环境中的数据，并于恰当的时机根据数据优先级进行数据的转发。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤1中，所述探测数据包的索引值indexg初始化为0，所述索引值indexg周期性增长；所述纳米网关节点周期性广播探测数据包。
4.根据权利要求2所述的一种基于数据优先级的纳米网络机会路由方法，其特征在于：步骤2中，纳米节点s以接收到的探测数据包所携带的索引值indexg更新自身的索引值...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚信威，周倩，陈一玮，林朗，哈森，李强，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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