路由建立方法技术

本发明专利技术涉及一种路由建立方法，包括：源节点广播路由请求分组；接收 到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点 之间最小选路代价值的反向路由，更新请求分组选路代价值后转发路由请求 分组，直到目的节点接收到路由请求分组；目的节点沿反向路由发送路由应 答分组；接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节 点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新应答分组选路代价值后 转发路由应答分组，直到源节点接收到路由应答分组；源节点沿正向路由发 送业务分组。本发明专利技术具有节点能量消耗小、吞吐量高、业务分组传输冲突少、 时延和分组丢失率低等优点，可有效改善网络的能量效率和传输效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于无线传感器网络的路由方法，特别是一种路由建 立方法。
技术介绍
无线传感器网络(Wireless Sensor Network)是一种无需固定网络作 为支撑的网络形式，特别适用于军事战场、智能交通、环境监测、空间探索 等领域。无线传感器网络由一个或多个汇聚节点和大量散播在某一区域内的 传感器节点组成，大量的传感器节点随机密布于整个被观测区域中，通过自 组织的方式构成网络，协作地感知、采集、处理和发布信息。在对所探测到 的信息进行初步处理之后，以多跳中继的方式将其传送给汇聚节点，然后经 互联网、卫星或是移动通信网络等途径到达最终用户所在的监控中心。终端 用户也可以通过监控中心对无线传感器网络进行管理和配置、发布监测任务 或是收集回传数据。无线传感器网络的一个关键设计问题是路由(Routing)方法。由于受到 体积、价格和电源供给等因素的限制，无线传感器网络的处理能力、存储能 力相对较弱，通信距离也很有限，通常只与自身通信范围内的邻节点交换数 据，要访问通信范围以外的节点，必须使用多跳路由。为了保证采集到的数 据信息能够通过多跳送到汇聚节点，节点的分布要相当密集。路由方法解决 如何快速、高效、可靠地将业务数据从源节点指引到目的节点的问题。目前，按照路由建立的方式不同，无线传感器网络中常见的路由方法主 要分为两类先应式路由方法和按需路由方法。在先应式路由方法中，无论 是否有通信需求，每个节点周期性的广播路由控制分组，交换路由信息，维7护一张包含到达其他节点的路由表。当检测到网络拓朴结构发生变化时，节 点在网络中发送更新消息，收到更新消息的节点将自己的路由表更新，以维 护准确的路由信息。源节点一旦要发送分组，可以立即获得指向目的节点的 路由。然而，由于快速变化的拓朴结构会使所获得路由表的有效时间缩短， 路由信息利用率下降，在有效时间内，只有个别路由表项被使用，因此该方 法不仅浪费了带宽资源，而且利用率低。在按需路由方法中，当没有分组传 递请求时，节点处于静默状态，并不交换路由信息，当有分组传递请求时， 开始被动地搜索从源节点到目的节点的路由。因此，按需路由方法较先应式 路由方法降低了路由开销，提高了网络的吞吐量。目前，现有技术的路由方法在网络层进行路由选择时只考虑了跳数因素 的影响。研究表明，无线传感器网络信道竟争激烈，由于网络信道竟争引起 的业务分组的重传和较大时延会导致节点额外的节点能量消耗、较低的吞 吐量和较高的分组丢失率，从而使得能量效率和传输效率偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，具有节点能量消耗小、吞吐量 高、业务分组传输沖突少、时延和分组丢失率低等优点，可有效改善网络的 能量效率和传输效率。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种，包括步骤101、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竟争激烈程度的请求分组选路代价值；步骤102、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；步骤103、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。其中，所述步骤102具体为 步骤12、节点接收所述路由请求分组；步骤13、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤103, 否则执行步骤14，所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；步骤14、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组， 是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤15;步骤15、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等 于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由请求分组，否则 执行步骤16;步骤16、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价 值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值 中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到 发送节点之间最小的选路代价值；步骤17、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行 步骤12。为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种，包括步骤201、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，接收 到所述路由请求分组的目的节点或中间节点发送路由应答分组，所述路由应 答分组中包含有反映信道竟争激烈程度的应答分组选路代价值；步骤202、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从 发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选 路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；步骤203、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。其中，所述步骤202具体为步骤22、节点接收所述路由应答分组；9步骤23、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤203,否则执 行步骤24;步骤24、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组， 是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤25;步骤25、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等 于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丟弃所述路由应答分组，否则 执行步骤26;步骤26、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价 值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值 中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到 接收节点之间最小的选路代价值；步骤27、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行 步骤22。为了实现上述目的，本专利技术又提供了一种，包括步骤301、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竟争激烈程度的请求分组选路代价值；步骤302、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；步骤303、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组， 所述路由应答分组中包含有反映信道竟争激烈程度的应答分组选路代价值；步骤304、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从 发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选 路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；步骤305、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。10其中，所述步骤302具体为 步骤32、节点接收所述路由请求分组；步骤33、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤303, 否则执行步骤34,所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；步骤34、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组， 是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤35;步骤35、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等 于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丟弃所述路由请求分组，否则 执行步骤36;步骤36、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价 值，并将所述本跳选路代价值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路由建立方法，其特征在于，包括：　步骤１０１、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；　步骤１０２、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；　步骤１０３、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。

【技术特征摘要】
1. 一种路由建立方法，其特征在于，包括步骤101、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；步骤102、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；步骤103、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。2. 根据权利要求1所述的路由建立方法，其特征在于，所述步骤102具体为步骤12、节点接收所述路由请求分组；步骤13、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤103,否则执行步骤14,所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；步骤14、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤15;步骤15、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丟弃所述路由请求分组，否则执行步骤16;步骤16、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值；步骤17、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行步骤12。3. 根据权利要求1或2所述的路由建立方法，其特征在于，所述本跳选 路代价值为ME=a x (n—rts+n—ack) + p x (EMAX/E)T式中，ME表示本跳选择代价值，n_rts表示在发送路由请求分组时媒质 接入控制层为了竟争信道而发送RTS的次数，n—ack表示在发送路由请求分 组时重传的次数，EMAX、 E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量， 系凄史a、 P和t是4又重^f直，JLa + p=l， 0<t<4。4. 一种路由建立方法，其特征在于，包括步骤201、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，接收 到所述路由请求分组的目的节点或中间节点发送路由应答分组，所述路由应 答分组中包含有反映信道竟争激烈程度的应答分组选路代价值；步骤202、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从 发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选 路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；步骤203、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。5. 根据权利要求4所述的路由建立方法，其特征在于，所述步骤202具 体为步骤22、节点接收所述路由应答分组；步骤23、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤203,否则执 行步骤24;步骤24、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组， 是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤25;步骤25、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等 于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由应答分组，否则 执行步骤26;步骤26、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值 中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值；步骤27、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行 步骤22。6. 根据权利要求4或5所述的路由建立方法，其特征在于，所述本跳选 路代价值为<formula>formula see original document pag...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，刘凯，王广学，高强，
申请(专利权)人：张军，刘凯，王广学，高强，
类型：发明
国别省市：11