[发明专利]基于链路质量的层次型路由方法

摘要

本发明公开一种基于链路质量的层次型路由方法，以链路质量为基础，以层次型拓扑结构为前提，进行路由方法的设计和实现，以弥补平面型路由方法效率偏低、层次型路由方法考虑链路质量不足的缺陷，进一步提升网络效率。本发明提出了基于时间窗口的指数加权移动平均算法与均值LQI相结合的链路质量预测方法，可以准确及时的获取节点间链路质量信息。EBCLQ方法采用基于LQEWAL链路质量预测方法的网络初始化算法，通过NIL算法可以获取节点间链路质量和能量等信息。EBCLQ方法提出了由候选簇头产生、正式簇头确立、簇建立三步组成的成簇过程。EBCLQ方法提出了基于链路质量的时隙分配算法和基于簇头分类的多跳算法。

主权项

一种基于链路质量的层次型路由方法，其特征在于，采用基于时间窗口的指数加权移动平均算法与均值LQI相结合的链路质量预测方法，主要包括：网络初始化、簇形成、数据传输三个过程；通过NIL算法获取节点间链路质量和能量网络信息，对网络进行初始化工作；NIL算法指网络初始化算法；簇形成包括候选簇头产生、正式簇头确立、簇建立三个步骤；其中，候选簇头产生采取基于平均链路质量和平均能量的候选簇头选举算法，以一跳内节点平均能量和平均链路质量为参数，由邻居节点相互竞争产生；正式簇头确立采取基于候选簇头的正式簇头确立算法，由一跳内候选簇头进一步竞争确立；簇建立阶段，节点选择同自身通信能耗最小的簇头加入；基于链路质量的时隙分配算法和基于簇头分类的多跳算法进行数据传输；SAL算法按各簇成员同簇头间链路质量高低顺序进行簇内时隙分配；SAL算法指基于链路质量的时隙分配算法；MOCC算法按簇头与sink节点链路质量和基于链路质量的通信能耗将其分为OH类和MO类，采取OH类簇头单跳，MO类簇头多跳的数据转发策略；MOCC算法指的是基于簇头分类的多跳算法；OH表示One‑Hop，OH类为单跳类，MO表示Multi‑Hop，MO类为多跳类；NIL算法将网络初始化分为两步进行：①获取sink节点同一般节点的综合链路质量；网络初始化开始后，sink节点以最大功率进行广播，监测区域内未收到消息的节点将自身与sink综合链路质量值置为0，并立即进入休眠态；收到消息的节点，则保持在工作态；而后处于工作态的节点调整发射功率至最大，进行消息广播，计算并记录与sink间综合链路质量Lis，Lis＝Lsi＝{Lis|Lis＝lis×lsi,Lis∈[0,1]}，其中lis表示i发向s的单向链路质量为lij，其值与PRR值相同，lsi同理可得，PRR指节点收包率；②获取节点一跳内信息和一跳间节点链路质量；所有节点均进入工作态，调整发射功率至一跳范围距离进行消息广播，计算并记录彼此间综合链路质量L；若L＞Lf，Lf为综合链路质量阈值，用来保证网络通信效率，则节点间互为邻居关系，并相互记录彼此ID号；通过以上两个步骤，便完成了网络初始化工作。