[发明专利]基于无线传感器网络的链路检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络领域，特别涉及一种基于无线传感器网络的链路检测方法。

背景技术

稳定的链路传输对无线传感器网络的影响是至关重要的，一条关键链路的损坏可能导致网络边缘节点无法寻找到合适的路由将数据发送回基站；链路故障也可能导致局部路由拓扑变化，从而产生流量阻塞等网络故障，因此，无线链路质量的测试显得尤为重要。

现有技术中通常通过观察探针包的接收率来进行无线链路质量的测试；先根据各节点间的网络拓扑结构，分析探针包要环游的链路策略，通过基站发出的流动探针包的返回情况，综合多个链路策略，对其中一条链路进行测试。

根据以上描述可以看出，现有技术只针对无线传感器网络中经常使用的链路进行检测，并且在检测中假设仅存在一条故障链路；但是在实际应用中，多条链路故障同时存在是非常普遍的，而且，大部分已存在未被使用的链路（如因信道质量不好而不常用的链路）其在无线传感器网络中依然扮演着十分重要的角色，基于此，现有技术确实有待于改善。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于无线传感器网络的链路检测方法，用于检测无线传感器网络中潜在的链路故障。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种基于无线传感器网络的链路检测方法，包括以下步骤：

基站在无线传感器网络中广播探针包；

根据各节点间的网络拓扑结构，分析所述各节点预期收到的所有探针包的跳数值以及所述各跳数值对应的探针包总数，形成多个期望报告；

分别记录所述各节点实际收到的所有探针包的跳数值以及所述各跳数值对应的探针包总数，形成多个回收报告；

比较所述各节点对应的所述期望报告与回收报告是否相同，若不同，则分别对所述各节点的邻居节点进行分组,并将所述各回收报告和所述各节点间的拓扑信息转化成DLP系统的多个基本事实；

设定所述DLP系统的转换规则及限制，选取部分所述基本事实作为所述DLP系统的输入，推导所有潜在事实，并通过所述DLP系统的限制对所述潜在事实进行筛选，输出故障链路集。

其中，所述探针包的跳数值等于广播该探针包的节点实际收到的所有探针包中的最小跳数值加1。

优选的，所述期望报告和回收报告的结构为：

（MinHop，n(0)，n(1)，…n(k-1)）；

其中，所述MinHop为该节点实际收到的所有探针包的最小跳数值，n(0)是跳数值为MinHop的探针包的个数；n(i)是跳数值为MinHop+i的探针包的个数，0≤i＜k。

优选的，所述期望报告和回收报告的字节编码规则为：

第一个字节表示MinHop，所述MinHop为该节点实际收到的所有探针包的最小跳数值；

对于其他字节：

如果第一位是‘0’，则该字节表示对应该跳数值的探针包的个数；

如果第一位是‘1’，则剩下的7位表示的是连续0的数量。

优选的，所述分别对所述各节点的邻居节点进行分组，遵循以下规则:

当第一节点和第二节点处于有效通信范围内，且所述第二节点广播探针包的跳数值为HopCount，则对所述第一节点的邻居节点分组时，跳数值为HopCount的分组不空；并将该第二节点划分到所述跳数值为HopCount的分组中。

优选的，所述设定所述DLP系统的转换规则及限制中，所述转换规则为：

当所述第二节点没有收到来自所述第一节点的广播探针包时，监听基站是否收到过所述第一节点的回收报告，若没有，则所述第一节点损坏；若基站收到过所述第一节点的回收报告，则所述第一节点到所述第二节点的链路故障。

其中，所述设定所述DLP系统的转换规则及限制中,所述限制进一步包括强限制和弱限制。

优选的，所述强限制进一步包括：

第一强限制：任一所述节点丢失的探针包的数量与其邻居节点分组中的链路故障数或损坏节点的数量相同；

或任一所述节点丢失的探针包的数量等于其邻居节点分组中的链路故障数和损坏节点数的总和；

第二强限制：若任一所述节点损坏，则将其从网络拓扑结构中去除。

优选的，所述弱限制进一步包括：

第一弱限制：若任一所述节点损坏，则其邻居节点均不会收到来自该节点的探针包；

第二弱限制：若任一所述节点损坏，则该节点不能接收其邻居节点广播的探针包；

第三弱限制：区域关联性；

第四弱限制：对称链路；