[发明专利]基于智能水滴的移动自组网路由系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域，尤其将智能水滴引用到了移动自组网的路由问题中。 

背景技术

传统的网络，无论是有线网还是无线网，都需要事先铺设的基础设施才能进行通信，比如网关或路由器。但在一些特殊的情况下，不能提供预先架设的网络基础设施，却仍然对网络通信有着较高的要求，比如战场通信环境，灾难救援环境等等。针对这些特殊的应用环境，人们提出了移动自组网的概念来满足这些条件下的通信需求。移动自组网继承了一般意义无线网络的特征，并且具有很多自身独特的特点。节点之间无需电缆即可传输数据，并且共享同一媒介；移动自组网是由无线节点按需、动态组成的临时网络；自制且无需基础设施。移动自组网不依赖于任何已经存在的网络设施，无需统一的管理。每个节点以分布式点对点模式运行，每个节点独立地产生数据，并且独立的进行路由；多跳路由，移动自组网无需专门的路由器设备，每个节点都具有路由功能，并且转发来自其他节点的数据，从而使得全网范围内任意两个节点之间能够相互传输数据；移动性，每个节点都可以在与其他节点通信的同时进行移动。移动自组网由不断移动的节点组成，网络拓扑天然地具有动态特性，也就导致了节点之间的通信环境持续变化。综上所述，移动自组网摆脱了网络基础设施的限制，使得在很多应用场景中无线节点可以任意的快速创建和加入网络。 

但在移动自组网环境下，传统的路由协议大多不能取得很好的效果，需要提出新的针对移动自组网环境的路由协议。移动自组网路由协议的主要目的是在两个节点之间正确、高效地建立路由，使得信息能够在该对节点之间可靠快速的传递。路由的建立过程应当尽可能少的引入额外的流量开销和对带宽的消耗。现有的基于距离向量和基于链路状态的路由协议是针对静态网络环境而设计的，从而不适合应对移动自组网快速变化的网络拓扑结构，继而导致性能的下降，包括路由收敛速度慢，通信吞吐量低，在某些节点失效后可能产生网络环路。新的路由协议需要专门为移动自组网环境而设计，以适应其移动性的需要，并尽可能减少带宽和能量的消耗。 

假设智能水滴在某种环境当中流动，从起点流向某个终点。而在这一环境中，从起点到达终点的路径可能不止一条。这里所说的环境，也即实践当中需要解决的问题，可以分为两类。其一是终点已知的情形。在这种情况下，问题的解决需要按照某个标准(通常是距离)找到从起点到达终点的最佳路径。另一类问题中，终点的位置是事先不知道的。在这一类问题中，解决问题就是要依照代价或者其他问题当中定义的条件找到终点最优的位置。 

在自然界的实际环境里水流是连续流动的。而在抽象的智能水滴环境中，水滴是按照离散的步骤运动的。水滴从当前位置i移动到下一个位置j，其速度值的增量定义为Δvelocity(IWD)。按照前文所述，该速度增量是与从位置i到位置j之间路径上的泥土量相关的。具体说来，智能水滴速度的增量Δvelocity(IWD)非线性反比于从位置i到位置j之间路径上的泥土量soil(i，j)。 

Δvelocity(IWD)∝NL1soil(i,j)]]>式(1)