[发明专利]无线网络中基于能效的路由优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线互联网技术领域的方法，具体是一种用于多跳无线网络的多路径路由选择衡量方法。

背景技术

在过去的十年中，无线传感器网络中的速度控制问题已得到了深入的研究，研究人员主要集中在整个无线传感器网络的吞吐量最大化，希望在无线传感器网络中的发送节点的速度工作在最大速率，并使整个网络达到最大吞吐量。发送节点总是要求发送高速率数据和高成功概率的传输，因此做到速率和质量之间的权衡，以达到最佳的效果和结果。

考虑每个无线传感器节点的能量缺乏，寻找高效和省电的方法来传输数据的问题是非常重要的。传输速率和传输功率是在学习无线传感器网络中两个最重要的因素。研究人员在无线传感器网络中寻找不同的方式来研究的问题。他们针对在无线传感器网络中当前存在的问题提出一些建议解决方案，，以及提出新的路由协议，尝试提出新的路由度量和其他研究无线传感网络方法来提高吞吐量或降低能耗。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种无线网络中基于能效的路由优化方法，不仅结合了速率传输，也考虑了发射功率。当采用本发明路由选择度量，每个无线传感器节点决定最佳的接收节点（或接收节点）的最佳的传输速率和最佳的发送功率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明在不同的传输速率和传输功率下，基于能量效率，根据每一个环节损失概率进行优先级决定（Priority Decision）以确定最佳传输速率和传输功率的链路。

所述的能量效率，即预期传输能源效率（ETEE），具体是指：其中：THR代表网络的吞吐量，p表示的发送功率。

所述的最佳传输速率和传输功率的链路通过以下方式确定：

步骤1）每一跳的发送节点，根据所有可能接收到其发出数据包的接收节点和接收节点与发送节点之间的距离进行优先级的设置，对所有接收节点进行优先级排序并向所有接收节点发布优先级排序表；

步骤2）发送节点向所有接收节点确认转发集以及接收节点的下一轮转发时间，然后发送节点向网络内所有节点发送缓存的数据包：

当收到RTS数据包的节点不在接收节点集合中时，该节点忽略所接收到的数据包；当节点收到数据包，并且在转发集里，在知道发送所需等待时间T1之内，应重新计算发送集，将RTS数据包和业务数据包发送到下一个接收节点。

步骤3）因为每个节点都设置了不同的优先级，在上述T1等待时间中，当节点接收到RTS数据包中指示具有更高优先级的节点已成功将数据包发送到下一个接收节点，那么这个节点将取消发送任务；只有当较高优先级的节点数据包发送失败的情况下，该节点才有机会到发送数据包。

在步骤1）设置优先级时，需要将节点添加到集合N，需要检查所有的节点集合V，对于集合V中每一个节点，需要检查每次传输速率和发射功率是否支持，这些存储在集合R_support和集合P_support。

在步骤2）发送节点向下一个节点发送数据包时，对于每一个节点的速率r和功率p，应从节点i组进行计算测定值N，找到所有的传输速率和所有的发送功率电平中最小的一个；当测量值最小的节点i被发现，将比较和查找的集合V中的所有节点测量值中最小的一个，这个最小的测量值将被添加到的集Q和相应的节点被添加到集合N中。相应的传输速率被加入到集合R和对应的发送功率被加入到集合P中。重复该过程，并重复执行，直到没有节点在集合V中。

技术效果

本发明与现有技术相比，其显著优点有：大多数路由度量只需要考虑如何最大限度地发挥了网络的吞吐量，其中大部分是关于传输速率，提出了一种新的无线传感器网络路由度量ETEE，把传输速率和发送功率一起组合作为测量的能量效率。在设置的25个无线传感器节点的仿真网络中，发现能源效率的ETEE（Expected Transmission Energy Efficiency，预期传输能量效率）高出48％左右比EATT（Expected Anypath Transmission Time预期的任何路径传输时间）之一，虽然吞吐量EATT高出约25％比ETEE之一。

附图说明

图1为实施例1中传统的路由示意图。

图2为实施例2中机会主义路由示意图。

图3为实施例3中EATT和ETEE的能源效率图。

图4为实施例3中EATT和ETEE的吞吐量图。

具体实施方式