[发明专利]一种蜂窝网与多跳无线传感网络互联的网关选择方法

说明书

技术领域

    本发明涉及异构无线网络互联应用技术领域，具体涉及一种蜂窝网与多跳无线传感网络互联的网关选择方法。

背景技术：

现代蜂窝移动网络通信，包括GSM、GPRS、3G（WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX）和LTE等，获得了长足的进步，但仍存在覆盖盲区的问题，在出现灾害等情况下，基站系统也是最易受损害的关键设备。蜂窝网与多跳无线传感网络（WSN）融合是现今无线通信领域中新兴的研究领域之一，在军事抗毁通信、传感信息接入、灾后紧急救援应急通信、偏远、野外地区或临时场合应急通信上有广泛的实用价值。采用蜂窝网和WSN双模制式实现互联网关设备既具有与蜂窝网通信的接口也具有在无线传感网络进行通信的接口,但因为蜂窝网络和WSN在网络拓扑体制、资源分配方法和路由方式等方面存在较大差异，造成互联的复杂性。而且随着互联信息量的增加，在多网关环境下，多跳WSN节点与蜂窝网节点、甚至通过蜂窝网与互联网主机的通信，存在多路径路由和多网关的最优选择问题。对于网关选择有基于单参数考虑以及基于多参数均衡考虑的方式，但不管是基于单参数还是多参数的方式，当前可查阅到的资料中所提出的优化方法考虑的都是根据WSN端的路由情况、网关或链路情况相关的参数。以这种网关选择方法实现蜂窝网与多跳WSN之间互相通信虽然能较好的保证优化了WSN的性能，但这样选择出来的互联网关在移动蜂窝网侧的通信资源和质量并不理想的话，例如由于被选择网关在蜂窝网的信道情况不佳导致基站分配或可分配资源受限，便会导致整体异构互联性能的下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明把网关在蜂窝网侧的资源和信道状况参数考虑进来，作为多网关最优选择的参数之一，同时兼顾蜂窝网与无线传感网络来选择网关，保证无线传感网络QoS的同时，也保证了信息在蜂窝网侧的有效传输以及蜂窝网侧的资源优化利用，更好的优化网络与提高整个异构网络的性能。

本发明的技术方案如下所述。

    一种蜂窝网与多跳无线传感网络互联的网关选择方法，包括：

    根据WSN端的路由情况、网关或链路情况相关的参数，结合蜂窝网侧的及时可用资源和蜂窝网侧的信道状况参数进行蜂窝网与WSN网互联的网关选择。

还包括：WSN节点将选择和更新的网关路由信息通知WSN位置服务器。

    所述蜂窝网侧的及时可用资源包括功控余量和信道余量。

    所述蜂窝网侧的信道状况参数包括终端所处位置的信干噪声比（SINR）状况。

    网关选择的过程包括网关路由更新过程、WSN节点通信上行过程和WSN节点通信下行过程，并且把每个网关的负载、在蜂窝网侧所获的及时可用资源、当前WSN节点至各个互联网关的最小跳数作为三个归一化路由参量分别用                                               表示，表示WSN节点本地维护的网关，并用矢量表示上述三个归一化路由参量的权重因子，，且。

     所述的网关选择使用下述算法更新和选择：

    ；

    其中：表示所选择的网关， 为候选网关个数。

    所述网关路由更新过程包括：

    （1）在网络初始化和WSN节点加入拓扑条件下由WSN节点发起路由更新；

    （2）网络拓扑发生变化，由WSN自组织路由算法本身发起各WSN节点的路由更新；

    （3）在网关节点的小区切换，以及归一化路由参量变化超过50％条件下由WSN节点发起网关路由更新；

    （4）网关定时发起路由更新，将最近网关状态发送给个WSN节点，WSN节点根据与原路由表比较发起路由更新。

    所述WSN节点通信上行过程包括：

    （1）WSN节点从本节点维护的路由表中提取各个网关的负载、在蜂窝网侧所获的及时可用资源以及本节点至各个网关的最小跳数这三个归一化参量；

    （2）在网络初始化、以及收到网络拓扑变化、网关移动通知的条件下，使用下述算法计算和选择网关：

    ；

    其中：表示所选择的网关， 为候选网关个数。

    （3）确定了所选网关作为目的网关之后，根据路由表的路由信息把数据发送至目的网关；

    （4）目的网关收到数据后进行数据帧协议转换，以及地址映射，将WSN节