[发明专利]一种绿色路由单步选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色路由单步选择方法，属于计算机网络领域。

背景技术

伴随着“绿色网络”建设与经济社会的高速发展，新型通信网络对于能耗、环境的要求日益突出，改善生态环境事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高。北京市提出建设“世界城市”的目标，更是对环境科学与工程研究提出了新任务、新要求。

规模的扩大和网络设备的更新，使得目前的网络在能源消耗、资源使用等方面存在诸多问题：目前信息和通信技术领域的碳排放占全球的2%，这一比例将在2020年翻一番；2008年网络基础设施，包括路由器、服务器、交换机、冷却设施等设备共消耗8680亿度电，占全球总耗电量的5.3%；互联网骨干网络的忙时最大平均链路利用率不足30%，很多网络的闲时链路利用率在5%以下。

清华大学林闯教授在《绿色网络和绿色评价：节能机制、模型和评价》中初步将绿色网络解释为一种以节省网络能耗为目的的网络，实际上绿色网络还应该是满足未来需求的可持续发展的网络，需要从网络的物理能耗、路由选择方式、网络生存性等多方面展现其绿色属性。

目前的路由算法主要追求单个节点的能量节省，对整个网络的生存时间欠缺考虑，造成网络中单一节点能量耗尽的情况较为严重。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺陷，从无线网络的整体性能考虑，提出了一种绿色路由单步选择方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种绿色路由单步选择方法，用于从无线网络中的源节点（用v_i表示）向其下一跳节点（用v_j表示）发送数据时的路由单步选择，其操作过程为：

步骤一、获取节点v_i的协作节点集合H(v_i)。

其操作步骤包括第1.1步至第1.7步。具体为：

第1.1步：令协作节点集合H(v_i)初始状态为空集。用N(v_i)表示节点v_i的所有一跳邻居(v_i,v_i+1)节点集合，用v_k表示集合N(v_i)中的元素，即v_k∈N(v_i)。集合N(v_i)由第1.2步计算得到。

第1.2步：获取集合N(v_i)：令N(v_i)初始状态下包含除节点v_i外的所有节点；依次考察N(v_i)中的每一个节点v_k，如果节点v_i与节点v_k之间的距离d(v_i,v_k)＞D(v_i)或d(v_k,v_j)＞D(v_k)，则将节点v_k从集合N(v_i)删除；否则，将节点v_k保留。

其中，为节点间最大直接通信距离，P_max(v_i)为每个节点的最大发射功率，α为传输路径损耗指数，一般取2~4；τ为v_i与v_k之间成功通信时所需的最低信噪比S表示信号功率，N表示噪声功率。

第1.3步：对经过第1.2步的操作后剩余的节点按照与节点v_i的距离d(v_i,v_k)从小到大对节点v_k重新排序，并从前至后依次编码为V₁,V₂,...V_m(即距离v_i最远的点为V_m)，m为经过第1.2步的操作后集合N(v_i)的大小。

第1.4步：按照公式（1）依次计算从节点v_i到节点V_p（1≤p≤m）传输数据所需要的能量，用符号P(v_i,V_p)表示，并找到其最大值