[发明专利]一种基于无线多媒体传感器网络的多路径路由方法

摘要

一种面向无线多媒体传感器网络的多路径路由方法，是一种针对无线多媒体传感器网络（WirelessMultimediaSensorNetworks,WMSN）中多媒体数据流传输的技术方案，主要用于解决多媒体流实时性传输的问题，并尽可能延长网络生存周期，其特征是采用多路径传输无线多媒体传感器网络中从源节点到目的节点的数据，并且采用区分服务的模式，向用户提供更高的服务质量。

主权项

1.一种基于无线多媒体传感器网络的多路径路由方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1）在网络环境内，随机撒播多个具有相同初始能量E、相同通信能力与传感能力的普通传感器节点和多媒体传感器节点，传感器节点知道自己的地理位置；各个传感器节点有自己唯一的ID，每个节点都能感知自己的剩余能量，撒布的传感器节点总数已知，网络中的不计汇聚节点的节点总数为M；2）汇聚节点部署在网络的顶端，各个普通传感器节点和多媒体传感器节点可以直接和汇聚节点通信，汇聚节点的功率和数据处理能力要远强于传感器节点；3）源节点S向目的节点D发送服务请求报文SRP，包括S,D, SRPNum，service-type，packet-type，BandWidth，Delay，Cost，Hop，Avalible-BandWidth，Delay-sum，Power-remaining, Nodelist，其中，S是源节点，D是目的节点，SRPNum是分组号，service-type 是服务类型，包括Sf或Sr两种服务，packet-type是分组类型， BandWidth是节点带宽限制，即节点的最小链路带宽是BandWidth；Delay是延迟限制，即节点的延迟要小于Dalay；Cost是节点的能耗；Hop是一个路由跳数限制，节点总数要小于Hop；Avalible-BandWidth是节点可用剩余带宽， delay-sum是链路总延迟，Power-remaining是节点剩余能量, Nodelist是记录路由信息的节点列表；4）当节点S向D发送传输请求时，先在本地节点查找到D的路径，如果有，就利用该路径传输，否则，就广播SRP分组，中间节点N接收到分组后，根据S，D，SRPNum判断是否重复接收，如果是，就丢弃分组；否则进行转发；5）当目的节点D收到探测分组SRP之后，探测分组中的Hop，Avalible-BandWidth，Delay-sum，Power-remaining, Nodelist 域复制到回复分组SRR，并读取探测分组的service-type，判断源节点S发出的是事件驱动的高带宽多媒体服务请求还是周期性的低带宽监测数据服务请求；对于两种不同的服务请求，采用不同的方案来回复；6）针对事件驱动的高带宽多媒体服务，为减少端到端延迟，使用最短多路径方案，具体如下：Step1: 在节点收到第一个SRP分组之后记录下路由信息，然后立刻回复SRR分组，Step2: 等待一个设定的Waiting-Time时间收集其他的SRP分组，得到多路径集，Step3: 在路径集中选择和第一个SRP分组的节点独立路径中路径最短的两条，如果没有节点独立路径，就选择最大链路独立路径，回复SRR分组；源节点在收到第一个SRR分组后，就利用该路径进行传输，当收到第二个，第三个分组后，使用类似的分组分配方案，读取分组中的Hop，Avalible-BandWidth，Delay-sum，Power-remaining域的内容，并利用下面的判断函数，将负载按比例分配到这三条路径上进行传输；B(P) = Avalible-BandWidth               D(P)= Delay-sum               P(P)= Power-remaining               H(P)=Hop其中α，β，γ，δ是分配因子，用户根据不同的需求设定不同的因子值，传输结束后，源节点沿着这三条路径发送释放分组，结束这次传输；7）周期性的低带宽监测数据服务请求，为更加充分的利用带宽，使用最宽多路径方案，在目的节点收到第一个SRP分组后，先不回复，在等待一个Waiting-Time时间后对收集到的SRP分组选择Avalible-BandWidth最大可用带宽的路径进行回复SRR，源节点在发送结束后向这条路径发送释放分组，结束传输；8）协议对节点使用三个不同的状态：空状态、传输状态、重建状态，节点没有建立对应于该路由的传输任务时处于空状态；节点正在对应的路由传输数据时,就处于传输状态节点；节点在Transporting-Time的传输时间内没有收到数据就转入重建状态，等待Repairing-Time的时间，如果在这期间收到了对应的数据分组，表明路由已经得到修复，返回传输状态；否则表示链路已经断开，则删除对应路由信息，释放占用的带宽资源。