[发明专利]无线传感器网络中基于链路多特征值的多路径路由建立方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络中路由的建立方法，特别是一种无线传感器网络中基于链路多特征值的多路径路由建立方法。

背景技术

根据数据传输过程使用路径的多少，无线传感器网络路由协议可以分为单路径路由协议和多路径路由协议。单路径路由协议简单，数据通信量少，有利于节省节点能量和节约节点存储空间，但是其容错性和健壮性差。当由于自然或人为原因，某个节点或某个区域中的节点失效导致链路断开时，单路径路由协议需要重新发现新的路由，这将对网络的传输延时、节点能耗以及数据传输的可靠性造成较大影响。多路径路由协议是通过在源节点与目的节点之间建立多条路径，要求更多的节点来承担路由任务。它通过选用多条较好的路径取代单条最好的路径来传输数据，从而可以提高传输可靠性和实现负载均衡。研究表明：多路径路由在有效使用带宽、增加传输可靠性和容错性方面是显著的。

定向扩散(Directed Diffusion，DD)是一种基于查询的路由机制。该协议在通信过程中仅仅利用一条路径进行数据的传输，这种机制在面对网络攻击或者其他灾害时往往不能够及时地进行反馈；再者，在无线传感器网络中，路由协议的设计不仅关心单个节点的能量消耗，同时更关心整个网络能量的均衡消耗，这样才能够延长整个网络的存活时间；而一味地依靠某一条路径进行数据传输往往造成某些节点过早死亡，最终导致网络的分割或者是该网络快速崩溃。

发明内容

本发明的目的是提供一种在源节点和目的节点之间建立多条路径，根据网络链路中的三个特征值——能量消耗、延时和带宽，给每条路径赋予一定的选择概率，使得数据总能在链路性能较优的多路径中传输的无线传感器网络中基于链路多特征值的多路径路由建立方法。

为了实现上述目的，本发明的具体方法是：

步骤一：目的节点构造一个“兴趣”数据包，并将该数据包广播给所有的邻居节点，在数据包的最后添加了一个代价(cost)域，表示节点的代价，在初始化的时候，初始为0；

步骤二：“兴趣”数据包在中间节点转发，当节点n_i转发给节点n_j时，根据链路中的三个特征值--能量消耗延时和带宽，节点n_j按公式(1)和(3)，计算出该路径的通信代价cost(n_j，n_i)，并且将节点n_i加入到n_j的梯度表：

cost(e(i,j))=α×energy(e(i,j))+β×delay(e(i,j))γ×bandwidth(e(i,j))(α,β,γ∈R)---(1)]]>