[发明专利]一种能量可再生无线Mesh网络绿色通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通讯技术领域，更具体地，涉及一种能量可再生无线Mesh网络绿色通信方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的飞速发展，无线网络技术也取得了高速的发展，例如：无线通信技术推陈出新、无线网络标准不断更新以及新的无线网络架构和技术不断提出。CDMA、MIMO、OFDM等技术不断创新，WLAN网络、WiMax网络、3G网络、LTE网络不断演进，正朝大数据速率高吞吐量方向发展，而无线Mesh网络(WirelessMeshNetwork，WMN)正是在这样的背景下发展起来的。

与传统的无线局域网(WLAN)、AdHoc网络相比，无线Mesh网络具有巨大的优势。无线Mesh网络的核心指导思想是让网络中的每个节点都可以发送和接收信号，传统的WLAN一直存在的可伸缩性低和健壮性差等诸多问题迎刃而解。在WLAN中，每个客户端均通过一条与接入点(AccessPoint，以下简称AP)相连的无线链路来访问网络，如果用户之间要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的AP，然后通过AP的连接和协调进行通信。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞，数据包可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直至到达最终目的地为止，这是传统无线网络不具备的。另外，在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源，就可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径，这也是传统无线网络无法实现的。

无线Mesh网络的巨大优势使得人们对其研究和技术投入越来越多，有关无线Mesh网络的应用也越来越普遍，这要求进一步提高无线Mesh网络的性能来满足日益纷繁的应用需求。另一方面，网络传输消耗的能量越来越大，大量的能量由于路由分配的不合理而浪费，能量危机的出现促使人们关心网络节能问题，于是将可再生能源应用于无线Mesh网络供电，针对无线Mesh网络的吞吐率优化和能量优化问题逐渐提上日程。太阳能供电的无线Mesh网络节点结构如图1所示。每一个路由节点都配备一个大型太阳能电池板，用于接收太阳能并将其转换为电能。由于可再生能源来源不稳定，为了无线路由节点能够稳定的得到电能供应，还为每一个节点配备一个电池组。太阳能通过太阳能电池板转化为电能，然后电能经过能量控制中心存储到电池组中，最后被用来给接入点AP供电。太阳能电池板始终通过能量控制中心与电池组相连接，而无线Mesh网络节点AP则通过能量控制中心与电池组连接，但能量控制中心可断开AP与电池组的连接，这样AP将进入休眠状态而无法工作，电池组则可以补充可再生能源。

然而，由于可再生能源的来源不稳定，其路由调度和功率分配问题仍然制约着其使用范围。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种能量可再生无线Mesh网络绿色通信方法，即能量感知多径路由算法，利用本发明可以大大减少路由、速率和功率联合控制的计算时间，避免网络时延过大而使信息传输失败等问题的发生，提高可再生能源的利用率。

本发明提供一种能量可再生无线Mesh网络绿色通信方法，包括以下步骤：

步骤1将网络中的每条数据流划分为由多条单位流组成，所述单位流的数据速率大小固定，且不可进行分支；

步骤2为网络中的每一条链路构造一个与能耗成正比，与电池电量水平成反比的链路权值v_l：