[发明专利]无线传感器网络中链路重传方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感网络，尤其是一种无线传感器网络中的数据包重传方法。

背景技术

随着通信、传感器制造、嵌入式计算的日益成熟，大规模无线传感器网络技术迅速发展并被广泛应用到环境、国防、医疗、城市管理等诸多领域。典型的无线传感器网络由大量微型传感器节点组成，它们能够在恶劣及危险环境中迅速展开，并通过无线自组成网，不受现有有线网络基础设施的限制。感知数据通过无线通信以多跳中继方式汇集到数据处理中心。无线传感器网络使人们在任何时间、地点和环境条件下实时获取大量详实而可靠的信息，体现“计算无处不在”理念。

由于无线网络中传输链路的不稳定性，导致在数据收集阶段易丢失，以至于网络可靠性下降。但是，现有的数据传输协议往往过度利用已选链路进行重复重传，当链路质量大大降低之后再利用链路的历史性能来重新选择链路进行重传。这种重传策略不仅传输效率低，而且会大大增加数据包丢失的机率。因此，无线传感器网络需要采用一种新的重传策略来预测链路变化、以及链路之间的相关性，进而增强网络可靠性。为实现这一目的，首先需要知道网络中节点间链路状态，例如链路突发性、链路关联度等。再根据链路状态选择数据转发路径。已有的重传策略通过端到端确认、跳与跳间确认等方法实现数据重传，但是这些策略没有在时间和空间上同时考虑链路属性，无法取得满意的数据重传效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种无线传感器网络中链路重传方法，能够高效的实现数据包的重传，降低数据包丢失的机率，本发明采用的技术方案是：

一种无线传感器网络中链路重传方法，该方法采用条件概率模型获取无线传感器网络中数据链路在时间和空间上的属性，当发送节点连续发送数据包失败时，预测再连续重传成功的概率，选择一个连续重传中止点停止往链路质量低于链路质量衡量指标的链路进行继续重传，然后选取其它链路中具有最高成功传递概率的链路重传数据。

具体地，该链路重传方法包括以下步骤：

步骤一，建立链路突发性模型：

步骤(1-1)，建立概率表：每一个节点维护一个概率表用于记录节点重传成功的概率，概率表中每一个条目的条件概率P_k表示一个数据包在连续k次重传失败后再次重传成功的概率；

步骤(1-2)，概率表更新：当发送节点成功将数据包发送给下一节点时，概率表中相关条目的条件概率P_k增大，若数据包发送失败则相关条目的条件概率P_k降低；

步骤二，建立链路关联性模型：

步骤(2-1)，设立链路关联度，链路关联度用ω(S,i,j)表示，S表示数据包发送节点，i和j分别表示接收节点i和接收节点j；

其中，表示节点S向节点i发送失败时，可以成功向节点j发送数据包的概率；表示链路S→i上数据包发送失败的比例，PRR(j)表示链路S→j上节点j的收包率；

步骤(2-2)，链路关联度的计算：通过记录和交换邻居节点广播序列号的位图，每一个节点可以获取不同链路对的关联度ω；

步骤(2-3)，链路关联度的更新：每个节点定期地更新链路关联度；

步骤三，发送节点数据包重传方法如下所述：

涉及的参数为：

P_t：条件概率的阈值；

RXT：最大重传次数阈值；

当前使用链路的重传次数k；

RxRXT：预设的替代链路最大重传次数；

Sum：发送节点总的重传次数；

Threshhold：发送节点的一条链路上重传次数门限；

步骤(3-0)，预设P_t，RXT和RxRXT，将RXT赋值给Threshhold，k初始化为0，Sum初始化为0；

步骤(3-1)，判断是否满足条件P_k>P_t，且k<Threshhold，且Sum<RXT；若是则进行步骤(3-2)，若否则进行步骤(3-6)；

步骤(3-2)，发送节点向当前使用链路的接收节点发送数据包，判断是否接收到确认消息；若接收到确认消息则进行步骤(3-3)，否则进行步骤(3-4)；

步骤(3-3)，发送节点更新当前链路质量，即增大条件概率P_k；退出进程，结束；

步骤(3-4)，发送节点更新当前链路质量，即降低条件概率P_k；然后k累加1，Sum累加1；