[发明专利]一种面向无线自组织网的节点分层路由调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向无线自组织网的节点分层路由调度方法，其用于规划任一发送节点到任一接收节点的路由，所述调度方法包括以下步骤：(1)基于节点邻居关系获取节点分层关系；(2)基于所述节点邻居关系和所述节点分层关系规划所述发送节点到所述接收节点的路由。相应地，本发明还公开了一种面向无线自组织网的节点分层路由调度系统。本发明可用于无线自组织网的节点分层路由调度，可以实现网络负载均衡，增大网络生命周期，还可以避免路由回路，减少路由的节点跳数；利用启发式算法，对大规模的网络更适用，能取得更好的性能，并降低计算复杂度，更具实用性；对节点的部署没有特定要求，鲁棒性强；避免无线自网的连通性受到破坏。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种调度方法及系统。

背景技术

随着4G技术的日渐成熟和5G时代的到来，无线自组织网络得到许多研究者的重点关注和研究，尤其是网络的负载均衡的问题早已成为无线自组织网络研究的热点。无线自组网是一种节点以动态、自组的方式互连形成的网络，被广泛应用于军事、无线传感器网等多个领域。节点的移动性、拓扑的变化性等特性使得传统路由算法无法直接应用于无线自组网。因此，如何在源节点和目的节点之间找到有效的路由成为研究的难点。传统的无线自组网路由算法基于最短路思想，会导致网络内的负载分布不均。而负载不均衡会造成端到端时延增大、传输比下降、网络生存时间下降等严重的后果。因此，对负载均衡路由算法的研究具有重要的意义。

根据路由的建立方式，无线自组网路由协议可以分为表驱动路由协议和按需路由协议。表驱动路由协议实时维护网络中的路由信息，按需路由协议只在节点需要发送分组时建立路由。由于表驱动路由协议需要维护网络的实时路由信息，因此需要不断在网络中广播更新消息，消耗大量的带宽和能量资源。在无线自组网中，节点的移动性等因素使得网络拓扑的变化频繁，使得广播的更新更频繁，对带宽和能量的消耗也更为严重。实际上，许多变化的路径上并没有需要发送的分组，对这些路径变化的维护很多时候是没有必要的。在无线自组网中，带宽和能量都是非常稀缺的资源。与有线通信相比，无线传输的带宽较低。而且，由于节点通常采用分布式的方式竞争对信道的使用，每个节点实际使用的带宽要远小于物理层能够支持的最大传输速率。节点一般依靠电池供电，并且在很多应用中无法及时对电池进行更换，网络的性能受到能量的限制。这些都给表驱动路由协议的应用带来了很大的限制。按需路由协议克服了这个问题。按需路由协议不需要在每个节点上维护实时的路由信息，只在源节点需要发送数据时建立路由。一般来说，按需路由协议比表驱动路由协议具有更好的性能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种面向无线自组织网的节点分层路由调度方法，该方法可用于无线自组织网的节点分层路由调度，并且可以实现网络负载均衡，增大网络生命周期。

根据上述发明目的，本发明提出了一种面向无线自组织网的节点分层路由调度方法，其用于规划任一发送节点到任一接收节点的路由，所述调度方法包括以下步骤：

(1)基于节点邻居关系获取节点分层关系；

(2)基于所述节点邻居关系和所述节点分层关系规划所述发送节点到所述接收节点的路由。

本发明所述的节点分层路由调度方法，其通过节点分层并规划任一发送节点到任一接收节点的路由，从而可用于无线自组织网的节点分层路由调度，并且可以基于节点负载选择路由，从而实现网络负载均衡，增大网络生命周期。所述节点邻居关系是指两两节点的通信距离较近的关系。所述节点分层关系是指以发送节点为根节点展开的分层结构。对节点进行分层可以避免路由回路，减少路由的节点跳数。

进一步地，本发明所述的节点分层路由调度方法中，所述步骤(1)之前还包括以下步骤：

(0)判断是否已获取节点邻居关系，是则进行步骤(1)，否则先获取节点邻居关系，再进行步骤(1)。

上述方案是为了满足：当还未获取节点邻居关系时，应当先获取节点邻居关系。