[发明专利]一种实现动态高能效的移动Ad-hoc网络路由方法

说明书

本发明公开了一种基于动态高能效的Ad‑Hoc网络路由方法。首先根据节点位置信息和无线电传播距离确定节点所在网格。然后，按照最大电池剩余电量和最小移动性原则，在网格中选择网格管理节点和网格候选节点。进一步，根据最小生成树算法得到源节点到目的节点基于距离的最短路径。最后设置节点的初始发送功率，并在数据转发过程中基于相邻节点间的距离动态调整节点上的发送功率。本发明提出的方法可以提高路由路径的稳定性和可靠性，增大对网络移动性的适应能力，降低数据包丢失的概率和数据传送的功率消耗。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现动态高能效的移动Ad-hoc网络路由方法。

背景技术

移动Ad-hoc网络已经在商业、教育、环境等领域有大量应用。Ad-hoc网络路由方法是Ad-hoc网络在各领域中应用的重要基础。现有的Ad-hoc网络路由方法有两种类型，分别是基于网络拓扑的路由和基于节点位置的路由。基于网络拓扑的路由方法又分为主动路由和被动路由。在基于网络拓扑的主动路由方法中，路由信息存储在路由表中并且每个节点都需要存储路由表，所以任何时间节点发生移动时都需要更新路由表，这对于移动性较强的网络来说，将产生巨大的路由维护开销。因此，被动路由将发挥更大的作用。

在被动路由协议中，每个节点都有一个路径缓存，当中存储了所有邻居节点的所有路由信息。现有的路由协议DSR是一个基于网络拓扑的被动协议。但这个协议的主要缺点是只遵循最小跳数原理，却不关心每个节点的功率消耗。当网络中每对节点之间的距离较大时，网络的功率消耗将会增加。

现有的基于节点位置的路由协议中，GFA(Geographical Adaptive fidelity，地理位置自适应)协议较为典型，它基于虚拟网格的概念，即将网络覆盖区域划分为网格，即网络中所有节点广播范围，每个节点按照位置信息与网格中的点对应，这样可以降低路由过程的复杂性，并降低了维护路由信息的成本。但在功率消耗、对网络移动性的适应和连接可靠性方面，性能有些不足。

发明内容

本发明针对现有Ad-hoc路由协议的不足，提出一种实现动态高能效的Ad-hoc路由方法。基于虚拟网格的概念，本发明在每个网格中定义了网格管理节点和网格候选节点来承担网格的路由功能，利用最小生成树算法计算从发送节点到接收节点的最短路径，并在路由路径的每个节点上根据发送距离动态地调整发送功率。网格管理节点负责经过网格的数据包转发工作的节点，网格候选节点当网格管理节点剩余电量不足或由于移动性离开当前网格时，承担网格管理节点工作的节点。提供了一种可靠、高能效并且对网络移动性有较好适应性的一种移动Ad-hoc网络的路由方法。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种实现动态高能效的移动Ad-hoc网络路由方法，包括以下步骤：

步骤一：确定节点所在网格；

步骤二：选择网格管理节点和网格候选节点；

步骤三：选择最短路由路径；

步骤四：动态设置路由节点发送功率，实现移动Ad-hoc网络路由选择高能效。

进一步根据所述实现动态高能效的移动Ad-hoc网络路由方法，步骤一中确定节点所在网格，节点的位置信息，记为P(X,Y)；网格由方格组成，方格的边长称为网格尺寸，记为r；节点无线电传播距离为R，R已知，网格尺寸根据R来计算，具体公式为r＝R/√5；对于网络内任意两个节点P₁(X₁,Y₁)和P₂(X₂,Y₂)，若Int[X₁/r]＝Int[X₂/r]且Int[Y₂/r]＝Int[Y₂/r]，则将节点P₁、P₂划分到同一网格，其中Int[]表示取整；