[发明专利]一种低延迟的水下跨层机会路由方法

说明书

本发明公开一种低延迟的水下跨层机会路由方法，其特征在于，包括：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。本发明通过使用路由信息减少MAC层的控制包，而MAC层的信息可以减少维护节点间邻居信息的消耗进而减少路由阶段的控制包；通过邻居信息和机会路由的方法减少控制包的使用和数据多拷贝情况，进而减少端到端的延迟和网络整体能耗。

技术领域

本发明涉及水下无线通信技术领域，更具体的是，本发明涉及一种低延迟的水下跨层机会路由方法。

背景技术

路由技术是计算机网络OSI模型中第三层网络层的关键技术，水下路由是水下无线传感器网络(UWSN)的重要技术支撑，一直是计算机科学的研究热点。

在水下环境下由于光信号难以实现远距离传输，通常使用水声通讯。但水声通信传播速度慢，带宽低，易被干扰，很难将一些水下收集的紧急数据无损的快速远程传输到水面上。因此如何使用水下多跳网络并降低端到端的延迟以满足无线传感器网络的需求成为当前水下路由技术中的难点之一。

在水下无线传感器网络中，传感器节点很难更换电池或充电，因此在路由技术设计时也要尽可能的减少传感器节点的能量消耗以延长网络的存活时间。水下无线传感器网络中的节点也会随着水流不自主的移动，路由表因此需要频繁更新。然而水下更新和维护路由表需要更高的成本，维护全局路由信息更加困难。

水下路由设计主要分为两类：基于发送者的路由技术和基于接收者的路由技术。

在基于发送者的路由技术中，是由发送数据的节点自主选择下一跳的方式来进行数据传输。在这种技术中，发送者首先通过发送控制包的方式与邻居节点交换信息，然后决定自己的下一跳节点并进行单播或组播。由于水下传输的困难，即使很小的控制包所带来的延迟与能耗也是无法忽略的，这种特性使得基于发送者的路由技术在延迟和能耗上有所增加。

在基于接收者的路由技术中，是由接收到数据的节点选择是否转发的方式来进行数据传输。在这种技术中，发送者广播数据包，接收者们通过监听其他节点的信道来判断是否转发此数据包。由于节点间复杂的邻接关系，这种方式可能会导致同一数据包的多分拷贝在网络中传播，进而最终的接受者收到了多份数据包。水下网络越密集，这种方式造成的能耗就越多。

另外，现存的水下路由技术中很少考虑到MAC层对端到端延迟的影响。在数据端到端传输的过程中，由于水下的MAC层技术为了减少冲突需要在每次数据传输前都需要进行控制包的交换，也会增加端到端的延迟。

发明内容

本发明设计开发了一种低延迟的水下跨层机会路由方法，通过路由信息减少MAC层的控制包，进而减少路由阶段的控制包，并且通过持续更新的邻居信息和机会路由的结合减少控制包的使用和数据多拷贝情况，进而减少端到端的延迟和网络整体能耗。

双电机和离合器均采用嵌套式设置，使同轴开关混联混合动力系统的轴向尺寸小和同轴控制精度高。

本发明提供的技术方案为：

一种低延迟的水下跨层机会路由方法，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。

优选的是，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。

优选的是，所述步骤一包括如下步骤：