本发明专利技术提供一种基于异构网状网络融合的地址分配方法，所述的基于异构网状网络融合的地址分配方法根据新加入传感节点自身相关信息及路由节点信息计算出一条最优的路径来为其提供接入服务；通过基站提供的地址映射表尽快从网关获得网络分配地址及接入相关信息；所述地址映射表用于描述在蜂窝网与传感网融合架构下，移动终端成为移动网关后蜂窝端通信地址与传感网络端通信地址和通信信道之间的映射关系。通过本发明专利技术所述方法，不仅可以减少传感网之间的能量消耗及信令消耗，而且可以减少入网时延，以及保证偏远节点的快速入网。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于移动无线通信
，涉及一种地址分配方法，特别涉及。
技术介绍
无线传感器网络是一种新兴的、极具发展潜力的网络技术，这种网络可以将大量简单的节点大冗余地随机部署在某个地区，节点之间通过自组织地组网，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种复杂环境或监测对象的信息，并对这些信息进行网内处理，从而获得详尽而准确的信息并传送给后台骨干网服务器或者相关观测者。在无线传感网络应用中，传感节点入网需要获得网关或协调器许可并分配网络地址。一般而言，网状网络的覆盖范围远远大于其他拓扑结构网络，因此，随着网络规模的扩大，当网络边缘处有节点需要加入时，接入请求消息需要经过多跳到达网关或者协调器，这样将消耗大量的能量和信道资源，增加了网络冲突概率，端到端接入延时也相应增大，导致中间路由节点能量的过快消耗，影响网络生命周期，使网络性能下降。通常，网状结构的无线传感网络覆盖范围都相对较大，且由网关/协调器集中为传感节点分配16位网络地址。当与网关距离相对较远的节点入网时，需要发送接入请求到网关，网关决定是否接收新节点的加入并分配网络地址。接入请求信令通过多跳的路由到达网关，这便使接入过程的延时增大，而且将消耗较多的信令传输能量，加速了中间路由节点的能量消耗，影响网络的生命周期。传统算法的一般步骤包括:1.当有新加入的传感节点入网时,广播接入请求。2.收到接入请求的所有路由节点或网关将回复个域网(PAN, Personal AreaNetwork)地址和LQI值。3.中继的路由节点根据LQI值选择最优的下一跳节点并发送接入请求。4.下一跳节点根据路由表将接入请求发送给网关。5.如果网内节点数量超过阈值，网关将发送拒绝回复，否则，网关将发送接收回复并分配16位网络地址。其中，无线网状传感网络是由散布在一定地理区域的大量静态节点组成，由网关发起初始组网，传感节点根据链路质量(LQI, Link Quality Indication)以自组织方式选择一条最优的路由路径，经过多跳传递入网请求到远端网关节点。通常情况下，这些节点具备类似的能量、储存、计算和传输能力，即节点是同构的，其数据流向多表现出“多对一”的特征。随着网络规模的扩大及传输入网请求跳数的增多，传统算法将不可避免地在网关处形成瓶颈节点，使接入延时增大，导致网络性能下降。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，用于解决现有技术中入网请求跳数增多会消耗大量能量和信道资源、增加网络冲突概率、增大端到端接入延时而导致中间路由节点能量的过快消耗的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供，包括:步骤I,新加入传感节点广播入网请求信令；步骤2，收到入网请求信令的路由节点计算所述新加入传感节点到达网关的最小跳数；所述路由节点计算出最小跳数后，发送入网请求回复信令给所述新加入传感节点；所述路由节点根据功能函数计算所述新加入传感节点到所述路由节点的最小跳数；所述功能函数为:Hc (i) = Function (Flagu (i), Flag0 (i))Hg(i) = min(Hff(i), Hc(i))其中，N是发送入网请求回复信令的路由节点的个数；i大于等于I且小于等于N ；Flagu(i)表示发送入网请求回复信令的路由节点i是否为UE，如果路由节点i为UE，则FlaguQ) = I,否则为Flagdi) = O ；Flag0 (i)表示入网请求回复信令的路由节点i 一跳范围内是否存在UE，如果存在UE，则Flag。(i) = 1，否则FlagQ(i) = O ;如果路由节点i本身为UE，FlagQ(i) = O ；Hc(i)为路由节点i通过蜂窝网到达网关的最小跳数；HW⑴为路由节点i通过传感网到达网关的最小跳数，如果路由节点i为网关，则HJi) =0;He(i)为路由节点i当前能到达网关的最小跳数，如果HJi) = Hc(i)，则将选择有UE参与传输的路径作为路由节点i的地址分配路径；步骤3，所述新加入传感节点收到入网请求回复信令后，选择到达网关跳数最少的路径上的路由节点作为入网节点，并向所述入网节点发送地址请求信令；步骤4，当所述入网节点收到地址请求信令后，将所述地址请求信令通过到达网关跳数最少的路径传递给网关；如果到达网关跳数最少的路径为蜂窝网链路，则执行步骤5 ；如果到达网关跳数最少的路径中不存在UE或没有选择到合适的传输路径，那么入网节点将运用传统方法通过普通的路由节点传递地址请求信令给地址分配节点；步骤5，所述入网节点将所述地址请求信令传输给位于所述蜂窝网链路中的UE，UE通过蜂窝网端口发送地址请求信令给地址分配节点，从所述地址分配节点获取地址；步骤6，如果所述网关发现负载已经超出阈值，则向地址分配节点回复拒绝响应信令，否则向地址分配节点回复接受响应信令；步骤7，所述UE通过传感网端口将所述接受响应信令发送给所述新加入传感节点。优选地，所述地址分配节点为基站或网关。优选地，所述地址分配节点为基站时，所述基于异构网状网络融合的地址分配方法属于非D2D通信模式，步骤5至7的实现过程为:步骤Al，位于所述蜂窝网链路中的UE通过蜂窝网端口发送地址请求信令给基站；步骤A2，基站收到所述地址请求信令后，查询基站自身存储的地址映射表，找到被请求的网关地址后，将所述地址请求信令发送给所述被请求的网关；所述地址映射表包括网关地址、个域网信道和个域网地址；其中，所述网关地址为网关在蜂窝网络端口的通信地址；所述个域网信道为网关及其所在的个域网在传感网络中所占用的信道；信道与Zigbee 标准一致，用于传感节点传输数据和相关控制信令；所述个域网地址为16位个域网地址；步骤A3，如果所述网关发现负载已经超出阈值，则向基站回复拒绝响应信令，否则向基站回复接受响应信令,所述接受响应信令包括分配给所述新加入传感节点的地址；步骤A4，基站将所述接受响应信令发送给所述UE ；步骤A5，所述UE通过传感网端口将所述接受响应信令发送给所述新加入传感节点。优选地，所述地址分配节点为网关时，所述基于异构网状网络融合的地址分配方法为D2D通信模式，步骤5至7的实现过程为:步骤BI，所述UE通过D2D模式向网关发送地址请求信令；步骤B2，如果所述网关发现负载已经超出阈值，则向UE回复拒绝响应信令，否则将回复接受响应信令并分配地址，所述接受响应信令包括分配给所述新加入传感节点的地址；步骤B3，所述UE通过传感网端口将所述接受响应信令发送给所述新加入传感节点。优选地，所述地址请求信令包括信道信息、网关所在个域网地址、新加入传感节点的父节点地址以及新加入传感节点的扩展地址。优选地,所述路由节点包括UE和网关。优选地,所述入网请求回复信令包含参数He(i)和Flagp(i) ;FlagP(i)表示路由节点i是否选择通过蜂窝网路径模式进行地址分配，如果是，则FlagP(i) = I ;否则FlagP(i) =O。优选地,所述接受响应信令包括分配给所述新加入传感节点的地址。优选地所述新加入传感节点成功接收所述接受响应信令后,所述接受响应信令中包含分配的16位网络地址。如上所述，本专利技术所述的基于异构网状网络融合的地址分配方法，在蜂窝网与传感网融合的架构下，移动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于异构网状网络融合的地址分配方法，其特征在于，所述基于异构网状网络融合的地址分配方法包括：步骤1，新加入传感节点广播入网请求信令；步骤2，收到入网请求信令的路由节点计算所述新加入传感节点到达网关的最小跳数；路由节点计算出最小跳数后，发送入网请求回复信令给所述新加入传感节点；所述路由节点根据功能函数计算所述新加入传感节点到所述路由节点的最小跳数；所述功能函数为：HC(i)＝Function(FlagU(i),FlagO(i))HG(i)＝min(HW(i),HC(i))其中，N是发送入网请求回复信令的路由节点的个数；i大于等于1且小于等于N；FlagU(i)表示发送入网请求回复信令的路由节点i是否为UE，如果路由节点i为UE，则FlagU(i)＝1，否则为FlagU(i)＝0；FlagO(i)表示入网请求回复信令的路由节点i一跳范围内是否存在UE，如果存在UE，则FlagO(i)＝1，否则FlagO(i)＝0；如果路由节点i本身为UE，FlagO(i)＝0；HC(i)为路由节点i通过蜂窝网到达网关的最小跳数；HW(i)为路由节点i通过传感网到达网关的最小跳数，如果路由节点i为网关，则HW(i)＝0；HG(i)为路由节点i当前能到达网关的最小跳数，如果HW(i)＝HC(i)，则将选择有UE参与传输的路径作为路由节点i的地址分配路径；步骤3，所述新加入传感节点收到入网请求回复信令后，选择到达网关跳数最少的路径上的路由节点作为入网节点，并向所述入网节点发送地址请求信令；步骤4，当所述入网节点收到地址请求信令后，将所述地址请求信令通过到达网关跳数最少的路径传递给网关；如果到达网关跳数最少的路径为蜂窝网链路，则执行步骤5；如果到达网关跳数最少的路径中不存在UE或没有选择到合适的传输路径，那么入网节点将运用传统方法通过普通的路由节点传递地址请求信令给地址分配节点；步骤5，所述入网节点将所述地址请求信令传输给位于所述蜂窝网链路中的UE，UE通过蜂窝网端口发送地址请求信令给地址分配节点，从所述地址分配节点获取地址；步骤6，如果所述网关发现负载已经超出阈值，则向地址分配节点回复拒绝响应信令，否则向地址分配节点回复接受响应信令；步骤7，所述UE通过传感网端口将所述接受响应信令发送给所述新加入传感节点。...
【技术特征摘要】
1.一种基于异构网状网络融合的地址分配方法，其特征在于，所述基于异构网状网络融合的地址分配方法包括: 步骤1，新加入传感节点广播入网请求信令； 步骤2，收到入网请求信令的路由节点计算所述新加入传感节点到达网关的最小跳数； 路由节点计算出最小跳数后，发送入网请求回复信令给所述新加入传感节点； 所述路由节点根据功能函数计算所述新加入传感节点到所述路由节点的最小跳数；所述功能函数为:HcQ) = Function (Flagu(I), Flag0(i))Hg(i) = min(Hff(i), Hc(i)) 其中，N是发送入网请求回复信令的路由节点的个数；i大于等于I且小于等于N ；FlaguQ)表示发送入网请求回复信令的路由节点i是否为UE,如果路由节点i为UE,则FlagJi) = 1，否则为FlagJi) =0 ；Flag0(i)表示入网请求回复信令的路由节点i 一跳范围内是否存在UE，如果存在UE，则Flag。(i) = 1，否则FlagQ(i) = O ;如果路由节点i本身为UE，FlagQ(i) = O ；Hc(i)为路由节点i通过蜂窝网到达网关的最小跳数；HW⑴为路由节点i通过传感网到达网关的最小跳数，如果路由节点i为网关，则HJi) =0;He(i)为路由节点i当前能到达网关的最小跳数，如果HJi) = Hc(i)，则将选择有UE参与传输的路径作为路由节点i的地址分配路径； 步骤3，所述新加入传感节点收到入网请求回复信令后，选择到达网关跳数最少的路径上的路由节点作为入网节点，并`向所述入网节点发送地址请求信令； 步骤4，当所述入网节点收到地址请求信令后，将所述地址请求信令通过到达网关跳数最少的路径传递给网关；如果到达网关跳数最少的路径为蜂窝网链路，则执行步骤5 ;如果到达网关跳数最少的路径中不存在UE或没有选择到合适的传输路径，那么入网节点将运用传统方法通过普通的路由节点传递地址请求信令给地址分配节点； 步骤5，所述入网节点将所述地址请求信令传输给位于所述蜂窝网链路中的UE，UE通过蜂窝网端口发送地址请求信令给地址分配节点，从所述地址分配节点获取地址； 步骤6，如果所述网关发现负载已经超出阈值，则向地址分配节点回复拒绝响应信令，否则向地址分配节点回复接受响应信令； 步骤7，所述UE通过传感网端口将所述接受响应信令发送给所述新加入传感节点。2.根据权利要求1所述的基于异构网状网络融合的地址分配方法，其特征在于:所述地址分配节点为基站或网关。3.根据权利要求2所述的基于异构网状网络融合的地址分配方法，其特征在于:所述地...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳玉玲，胡宏林，袁芝，郦振红，王海峰，尹菲，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：
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