[发明专利]一种低延迟的水下跨层机会路由方法

权利要求书

1.一种低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、水下传感器网络中的汇聚节点发出一级探针包和二级探针包将多个水下节点进行两次分层形成邻居表；

步骤二、发送节点根据所述邻居表选择多个水下节点作为所述发送节点的下一跳，并通过等待机制选举出转发节点；

其中，所述邻居表根据网络拓扑进行更新；

所述步骤二包括如下步骤：

步骤a、所述邻居表中的所有层数小于所述发送节点层数的水下节点构建成候选者集合；

步骤b、将所述候选者集合中的所有互为邻居的水下节点挑出构建成合格候选者集合；

步骤c、将层数大于所述合格候选者集合中的水下节点的层数的邻居节点构建成竞争者集合；

步骤d、根据所述竞争者集合确定容忍竞争者个数构建成容忍集；

步骤e、在多个合格候选者集合中选择最大的容忍集作为所述发送节点的下一跳；

步骤f、所述发送节点将下一跳的选择写入数据包头并广播，被选择的水下节点拥有转发所述数据包的资格，其余水下节点丢弃所述数据包；

被选择的水下节点根据距离所述发送节点的远近计算等待时间，在等待时间之内如果收到了其他水下节点转发的相同的数据包，则丢弃此包，否则转发所述数据包。

2.如权利要求1所述的低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，所述汇聚节点设置在水面上，所述多个水下节点均能够传输和接收数据包。

3.如权利要求2所述的低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，所述步骤一包括如下步骤：

步骤1、将所述汇聚节点标记为0层节点，所述汇聚节点将所述一级探针包广播至所述汇聚节点的邻居节点；

步骤2、所述邻居节点接收到所述一级探针包后，所述邻居节点的层数加1后继续广播并更新所述一级探针包，直至所述多个水下节点均接收到所述一级探针包并生成了邻居表；

步骤3、所述汇聚节点再次广播二级探针包，所述多个水下节点生成两跳邻居信息并矫正所述邻居表中的错误。

4.如权利要求3所述的低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，所述邻居表中包含所述网络中的层数信息、身份信息、邻居信息和邻居节点间的相对速度。

5.如权利要求1所述的低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，所述容忍竞争者个数为合格候选者集合能够容忍的任意竞争者与发动节点同时发送数据不会导致数据传输失败的数量。

6.如权利要求5所述的低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，在所述步骤e中当所述容忍集的大小相同时，选择集合中的元素个数多的合格候选者相对应的容忍集；

当所述容忍集的元素个数相等时，选择集合中的元素个数少的竞争者集合相对应的容忍集。

7.如权利要求6所述的低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，所述网络拓扑包括如下：

所述水下节点根据所述相对速度判断邻居节点离开传输范围的时间：

若所述邻居节点离开所述传输范围，则将所述邻居节点移除邻居表；

若收到新的水下节点的数据包后，则将所述新的水下节点加入到邻居表中；

若所述数据包传输失败的记录达到3次后，所述发送节点发送三级探针包对所述水下节点进行局部路由更新，所述邻居节点接收到所述三级探针包后回复，所述发送节点更新所述邻居表。

8.如权利要求7所述的低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，所述节点之间的相对速度是根据所述水下节点的传输速率、信号强度和信号功率获得。