[发明专利]基于通信开销优化物联网传输路由的方法

说明书

本发明提供了一种基于通信开销优化物联网传输路由的方法，对信源部分进行特征定义和分类，确定信息信源可以定义的属性。途经各节点根据自身情况，维护修正属性。各节点对自身传输信息时的通信开销、优先级、时延进行评估，告知邻居节点。传输路由选择与具体的通信协议实现方式无关，不受信源节点和目的节点间通信协议的限制，节点间可以根据传输通路特点自行选择通信协议；可以根据传输信息的实际需求，综合考虑传输的开销和效率两者的平衡，采用分布式算法，将计算与决策分散在各节点，避免集中计算过大的开销；支持传输通路选择策略的预先配置，优化了转发的效率，对传输通路按照规则验证，可保证了选路的有效性和可靠性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及一种基于通信开销优化物联网传输路由的方法，尤其是涉及涉及物联网通信系统中对传输通路的选择，是一种基于传输过程开销的评价，来选择通信通路及自组织网络的方法。

背景技术

物联网系统中，终端会具备多种通信能力。根据通信场景，除了采用公用移动通信网络，还会同时应用NB-IoT、LoRa、ZigBee、蓝牙等自组网协议，综合多种接入方式来实现组网。由于环境复杂，业务特征变化多样等原因，传输距离、能耗支持情况、计算能力等有很大的差别，传输通路也有各自的特点。物联网终端，可以按照一定的规则，灵活选择不同的传输通路及组合，实现信息送达目标节点。

从网络功能角度看，大部分节点只是作为系统末端，完成单一的采集或传感功能，并不能直接接入网络，需要和其它节点连接，借助自组织网络完成信息传递。特别是为了远距离或特殊应用，往往以级联作为多级传输形式。对单个节点而言，能源支持情况不同。有的采用低容量电池供电，处于长期休眠，有的有不间断电源支持，可以始终在线工作。接入方式也各不相同。有的使用专用网络、连接无费用。有的使用公用移动通信网络，按照连接次数或者传输流量计费。这里把对于电源支持要求及单次通信成本，抽象为通信开销。节点选择传输通路上，按照接入能力和传输需要，与邻近的节点按约定协议通信。不同传输技术，适用环境、网络性能都有不同，具体表现在速率、通信成本、节点能量消耗和误码率等方面。

对于整个系统网络，需要针对环境和节点特点，按照一定策略将多种接入方式，有机地整合为一个完整的信息传送体系。信源节点发出的信息，可能会通过多种路径达到由到达目的节点，期间经过多重接力和跳转。这就给系统提出了要求，根据不同的网络拓扑结构，实现最低的网络成本和最佳的传输效果，也就是通信开销优化问题。需要考虑针对终端具备多种接入能力的特点，针对不同业务特征，分析差异化的传输需求，设计算法，合理有效地选择传输路径或者路由，实现最小通信开销。

原有物联网无论采用星型或链型连接等拓扑，都是按照最短路由或者最小时延等测度，确定路径选择情况。没有考虑到信息本身业务特征和节点采用不同接入技术允许的通信开销。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于通信开销优化物联网传输路由的方法。

根据本发明提供的一种基于通信开销优化物联网传输路由的方法，包括以下步骤：数据包数据结构定义步骤：定义信息包的数据结构，信息包的数据结构包括信息包头、信息正文、信息包尾中的任一种或任多种信息，所述信息包头包括源节点的ID、目的节点的ID、信息包编号、通路判定条件、通信开销累计值中的任一种或任多种信息，所述信息包尾包括从源节点到目的节点的通路记录；所述通路记录包括节点ID、开销、接入技术中的任一种或任多种技术；传输通路选择步骤：将通路发送方记为上级节点，将通路接收方记为下级节点，记录传输通路特征参数，进行传输允许范围判定，若传输通路特征参数在通路判定条件的允许范围内，则将信息包传输到下级节点，并更新通路判定条件，若传输通路特征参数不在通路判定条件的允许范围内，则标识不通过，通知上级节点，信息包丢弃。