[发明专利]一种Ad Hoc网络最优能量消耗路径选择方法

说明书

技术领域

本发明属于网络计算及无线网络路由协议领域，具体地讲是一种AdHoc网络最优能量消耗路径选择方法。

背景技术

Ad Hoc网络的特点是各节点地位平等，能自由移动，并且通过无线信道进行通信，移动终端本身由电池供电。同时，随着移动终端性能的提升和功能的加强，对电能的需求不断提高，因此在Ad Hoc网络中采各种节能机制成为当前研究的主要热点。从Ad Hoc网络层次结构上来分析，整个网络中的能量消耗主要集中在物理层、数据链路层和网络层。物理层主要是各个节点接收到邻居节点发送信号时的接收功率和本身节点的一些硬件器件(CPU，LCD等)的消耗。数据链路层主要是基于MAC层的IEEE 802.11的DCF(Distributed Coordination Function)在独立的网络配置下共享无线信道的基本接入方式的基础之上。当某个节点(处于sleep状态)将要正常工作时，先要监听无线共享信道是否被占用，如果被占用则要继续监听等待若干个随机时间片段，以此来为占用信道发送数据包做准备；或者当节点处于Active状态，节点正常发送数据包。但由于物理层和数据链路层都与硬件的联系比较大，因此这部分的能量最少消耗主要来根据硬件的设计来进行保证。因此，本专利的重点主要集中在网络层，这部分基本上属于软件的处理过程，能量消耗主要集中在每个节点的发送，接收和转发的过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种在分析Ad hoc网络中各个节点能量消耗情况的基础上，结合最优化理论思想的Ad Hoc网络最优能量消耗路径选择方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的方法是：

第一步骤：源节点S在发送的数据包(RREQ)中添加一个数据项cost，并计算出记录本节点i的能量消耗；

第二步骤：邻居节点i在收到的RREQ数据包时，取出cost数据项cost_old，同时根据此时的能量消耗程度确定所属区域；

第三步骤：当节点i在正常区时，从而来计算能量消耗C_i(t)，更新cost_new(cost_new＝cost_old+C_i(t))，记录前项节点为S，并依次向下一个邻居节点转发RREQ数据包，并向源节点S发送RREP数据包来建立通向源节点的路径，如果当源节点在严重区或警告区时，该节点就向邻居节点及其上游节点发送RWARN数据包，源节点S在建立路径的过程中，避免使用该节点，绕过能量消耗过多的节点，不再更新cost_new，也不再向下一个邻居节点转发RREQ数据包。

第四步骤：依次类推进行上面的过程，当中间节点j接收到从不同邻居节点(例如k，l，m)发送RREQ数据包，并判断此时能量消耗程度，当该节点处于正常区时，节点分别取出对应的cost(cost_k，cost_l，cost_m各不相同)进行判断，得到最小的设为cost_min。如果cost_k＝cost_l＝cost_m选取其中之一作为j的上游节点；

第五步：分三种情况：

(1)当cost_min等于cost_k时

节点j更新RREQ数据包中的cost＝cost_k+E(j)，并记录前项节点k，同时转发RREQ数据包给下一个节点。并向上游节点k发送RREP数据包来建立通向上游节点的路径；

(2)当cost_min等于cost_l时

节点j更新RREQ数据包中的cost＝cost_l+E(j)，并记录前项节点1，同时转发RREQ数据包给下一个节点，并向上游节点1发送RREP数据包来建立通向上游节点的路径；

(3)当cost_min等于cost_m时

节点j更新RREQ数据包中的cost＝cost_l+E(j)，并记录前项节点m，同时转发RREQ数据包给下一个节点，并向上游节点m发送RREP数据包来建立通向上游节点的路径；