[发明专利]具有能量有效和编码感知的无线网络路由协议的设计方法

摘要

本发明公开了一种具有能量有效和编码感知的无线网络路由协议的设计方法。主要解决现有技术不能检测出更多合理的编码机会以及不能延长网络生存期的问题。该方法包含路由判据的设计、路由发现和路由维护三部分，其中在路由判据设计中将编码感知和能量有效相结合，定义新的路由判据EECAR；在路由发现中将路径中节点的最小剩余能量值作为整条路径的能量水平，在路径选择时避开剩余能量值小的节点，以延长网络生存期，并主动检测节点两跳范围内的编码机会，选择编码机会多的路径作为传输路径，提高吞吐量。在路由维护中hello包中包含两跳范围内的邻居信息，用来判断两跳范围内的编码机会。本发明可用于能量受限的无线网络，节点间相互通信选择最优传输路径。

主权项

1.一种具有能量有效和编码感知的无线网络路由协议的设计方法，包括：(1)路由判据设计步骤：(1a)在源节点和目的节点之间的任意一条路径中选择节点剩余能量值中的最小值作为该条路径的剩余能量值，则路径l的剩余能量值为：A为路径l上的节点集合，|A|为节点的个数，E_l(n_i)是路径l上节点n_i的剩余能量值；(1b)检测源节点到目的节点之间的任意一条路径上节点两跳邻居范围内的潜在编码机会，用一个编码增益函数来衡量路径l上获得的编码增益，其中NC_l(n_i)为路径l上节点n_i的编码增益函数，k为节点n_i中可以编码的原始数据包的个数；(1c)根据(1a)和(1b)得到一种新的具有能量有效和编码感知的路由判据：H(l)为路径l的跳数，L为源节点到目的节点之间的路径集合，NC(l)为路径l上的编码增益函数，IE(l)为路径l中节点的初始能量值，E(l)为路径l的剩余能量值，α为调整系数，取值范围为：0≤α≤1；(2)路径发现步骤：(2a)源节点向邻居节点广播路径请求数据包RREQ，该RREQ包在AODV路由协议中RREQ包的基础上增加了Path_addr区域，用来存放路径信息即路径上节点的IP地址；(2b)中间节点接收到RREQ包，先检测此RREQ包是否已经到达过此节点，如果是，则丢弃此RREQ包以防止出现路由环，否则，更新此RREQ包并判断该节点中是否有到目的节点n_dest的路径，如果有，则沿着此路径单播此RREQ包，否则，广播此RREQ包；(2c)目的节点n_dest接收到RREQ包后沿着反向路由单播路径回复数据包RREP给源节点n_src，RREP包中设有增加Path addr、Energy、Coding_Cost区域，分别存储从对应的RREQ包中得到的路径信息、整条路径上节点剩余能量的最小值即路径的编码增益函数NC(l)的值；(2d)中间节点接收到RREP后，首先判断编码机会，并根据以及更新Coding Cost区域；然后比较Energy区域与本节点的剩余能量值，如果本节点的剩余能量值低于Energy区域的值，则用本节点的剩余能量值更新Energy区域；最后沿着反向路由单播更新后的RREP包；(2e)源节点接收到第一个RREP包等待2秒后，选择路由判据EECAM(l)最小的路径作为最佳路径进行数据传输，即当时，路径k为最佳传输路径；(3)路径维护步骤：每一个节点定期向它的邻居节点广播hello包，以检测链路是否失效，该hello包中包含了节点的两跳范围内的邻居信息，当节点一定时间内没有收到它的邻居节点发送的hello包，则判定该节点到此邻居节点的链路断开了，否则，判定此链路是连通的。