[发明专利]最小努力交付的跨区虚拟簇多跳路由方法

摘要

本发明公布了一种最小努力交付的跨区虚拟簇多跳路由方法，属于计算机通信网络领域。本发明根据无线传感器网络中分簇多跳路由算法的特点，在LEACH协议的基础上，引用“区域”的概念，由汇聚节点向整个网络广播一个控制消息，各节点根据收到的信号强度确定自己所属的区域，通过区域的限制来规定多跳路由的方向。在网络轮循环过程中，当某区域选举簇头失败时网络在该区域产生补充簇头，在建立路由时，将簇虚拟成一个节点，避免相距较远的簇头间直接通信，进行最小努力的交付。本发明可以提高网络的生存时间，更好地平衡网络的节点能耗，均匀死亡节点的分布，也扩大协议适用的网络规模。

主权项

一种最小努力交付的跨区虚拟簇多跳路由方法，其特征在于包括如下步骤：(1)网络初始化阶段，汇聚节点向整个网络广播一个控制消息，各节点判断接收到该消息的信号强度RSSI，估算与汇聚节点的距离，根据预设的区域差半径r0来标识各节点所属区域；(2)簇的选举阶段，当节点产生的0～1之间的随机数小于阈值T(n)时，该节点当选簇头并广播自己是簇头的消息，非簇头节点根据收到的广播消息计算出自身到可与之通信的各簇头距离并记入距离表项；(3)成簇阶段，非簇头节点检查自己表项，判断非簇头节点所属区域是否已产生簇头，若没有，则返回步骤(2)自动成为簇头，并广播消息，收到消息的非簇头节点各自计算距离值并记录到距离表项；若有，则采用就近原则选择最近的簇头节点发送入簇请求，同时复制自己的距离表项给簇头，告知簇头节点自己还可以和哪些区域的哪些簇头节点通信及其距离；簇头节点收到入簇请求后建立TDMA时刻表，与非簇头节点构成一个虚拟簇，并根据最远的簇成员确定广播半径回复各申请；(4)路由建立阶段，同区域簇头相互不通信，X区域中的簇头按最近原则向Y区域中的簇头传递数据，其中X≠Y，且X区域中的任意节点到汇聚节点的距离均大于Y区域中的任意节点到汇聚节点的距离；(5)数据传输阶段，非簇头节点收集数据，发送给所在虚拟簇的簇头节点：簇头节点对数据融合处理后交给下一跳虚拟簇，下一跳虚拟簇的边缘节点接收数据后转发给自己的簇头节点，由簇头节点向下一跳虚拟簇头转发，直到汇聚节点；循环(2)至(4)步至网络失效。