[发明专利]基于位置信息的无线自组织与传感网多路径单播方法

权利要求书

1.一种基于位置的无线自组织与传感网多路径单播方法，其特征在于：在由可充电和不可充电两类节点组成的无线自组织与传感网中，首先基于节点位置信息构造栅格网络结构，并根据各个栅格内的节点属性及剩余能量设置栅格代价值，然后基于栅格网络寻找连接信源s和信宿t的高能效多路径，以支持数据的多路径传输，均衡网络中的业务负载和能量消耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中基于节点位置的栅格网络结构生成方法为：

1)任意选择或指定栅格网络结构的坐标原点O；

2)基于坐标原点O位置，把二维平面划分由一个个边长为r的小正方形组成的格状结构，每个小正方形称作一个栅格；划分过程中r必须满足≤在此条件下，两个相邻的栅格中任意位置的节点都可以直接通信；其中：若则只有存在公共边的两个栅格是相邻栅格，若则存在公共顶点或公共边的栅格都是相邻栅格，其中R为节点的最大传输半径；

3)如果一个栅格内存在可充电节点，则只需要可充电节点处于工作状态，其他节点睡眠，且不需要轮换；否则，只需要剩余能量最高的节点保持工作状态，其他节点睡眠；睡眠节点定期醒来与本栅格内工作节点通信以收/发数据；对于不存在可充电节点的栅格，其工作节点每隔T时间轮换一次，每次轮换，总是选择当前剩余能量最高的节点担任工作节点；每次工作节点轮换，则当前工作节点将向下一个工作节点移交所有状态信息；各个栅格内的工作节点可以根据自己的位置坐标，计算自己所在的栅格以及每个邻居节点所在的栅格，因此每个节点都知道同属同一栅格的所有节点；

4）各个栅格结合本栅格内部节点属性及其剩余能量设定栅格代价。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中栅格代价设置方法为：

如果一个栅格内存在至少一个可充电节点，则该栅格代价为0；否则，一个栅格的代价是该栅格内当前工作节点剩余能量的倒数。

4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，其中基于栅格网络结构的高能效多路径寻径方法为：

1)信源s首先向网络洪泛一个寻径分组，该分组携带其迄今为止已经走过的路径；该分组携带其迄今为止已经走过路径的代价，初值为0；

2)对于信宿不在同一栅格内的工作节点，则执行以下操作：

如果从邻居栅格接收到第一条寻径分组后，首先将自己的ID附加到该寻径分组中携带的“迄今为止已经走过的路径”上，并更新该分组“迄今为止已经走过路径的代价”；工作节点在本地建立与本会话相关的表项；如果当前工作节点为可充电节点，则立即将该寻径分组转发给自己的邻居栅格，否则将启动一个转发定时器，定时时间长度为T2×本栅格代价；

a.如果定时器超时之前，从其他邻居栅格收到重复的寻径分组，并且如果新收到的寻径分组所走过的路径代价小于之前收到的寻径分组所走过的路径代价，则执行以下步骤：将自己的ID附加到新的寻径分组中携带的“迄今为止已经走过的路径”上，并更新该分组“迄今为止已经走过路径的代价”，更新本地与本会话相关的表项；

b.如果定时器超时，则将该寻径分组转发给邻居栅格，之后本节点将不再处理与本会话相关的重复寻径分组；

3)如果信宿t属于当前栅格，该栅格的工作节点等待一段时间以期收到更多的寻径分组；然后，把所发现的一条或多条路径信息封装到路由应答分组中，然后在所发现的路径中，沿最短的逆向路径将所发现的路径信息发送给信源s；没有收到路由应答分组的节点，一段时间之后，自动删除与该会话相关的路由表项；

4)信源s收到路由应答分组后，信源就可以沿所发现的路径下行发送数据分组了。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中路径代价更新方法具体为：一个栅格的工作节点收到一条寻径分组后，则将本栅格的代价累加到所收到的寻径分组所携带的“迄今为止已经走过路径的代价”之上。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中多路径数据传输方法具体如下：如果仅发现了一条路径，则本会话所有数据都沿该路径发送，否则每次发送一个分组，随机从所发现的多路径中选择一条进行数据发送或者采用循环方式依次向每条发现的路径上发送数据；数据发送采用源路由模式，每个数据分组中携带整条路径信息。