[发明专利]基于多维度路径质量因子的无线传感网分布式路由方法

权利要求书

1.一种基于多维度路径质量因子的无线传感网分布式路由方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤A，网络路由建立阶段，网络启动后，基站Sink广播路由发现分组，路由发现分组沿传播路径收集当前节点到基站的最小路径跳数、最大路径信号强度和最大路径剩余能量，当前节点根据这些信息生成到基站的最优路径；

步骤B，网络数据传输阶段，节点需要传输数据时，根据步骤A建立的最优路径传输数据到基站；

步骤C，网络路由更新阶段，基站周期性地广播路由发现分组以更新网络路由；

所述网络路由建立阶段包括如下步骤：

步骤(1)、网络启动后，Sink广播路由发现分组；

步骤(2)、路由发现分组由网络节点逐步转发和扩散以到达每个网络节点，一个节点可能收到多个从不同邻节点转发来的路由发现分组，当节点收到第i个路由发现分组时，取出路由发现分组首部的参数，按如下公式计算当前节点到基站的最小路径跳数：

Phops(i)＝Phops(i)+1，先将路径跳数加1；

MinPhops＝min{Phops(i),1≤i≤n}

其中，n表示当前节点收到的路由发现分组的个数；

按如下公式计算当前节点到基站的最大路径信号强度：

PSSI(i)＝min{PSSI(i),RSSI(i),1≤i≤n}，将当前节点纳入路径信号强度的计算；

MaxPSSI＝max{PSSI(i),1≤i≤n}

其中，RSSI(i)表示当前节点接收到第i个路由发现分组时物理层检测到的无线信号强度RSSI；

按如下公式计算当前节点到基站的最大路径剩余能量：

Penergy(i)＝min{Penergy(i),Energy,1≤i≤n}，将当前节点纳入路径剩余能量的计算；

MaxPenergy＝max{Penergy(i),1≤i≤n}

其中，Energy表示当前节点的剩余能量；

按如下公式计算当前节点到基站的最小路径费用：

Pcost(i)＝a*Phops(i)/MinPhops+b*MaxPSSI/PSSI(i)+c*MaxPenergy/Penergy(i)

MinPcost＝min{Pcost(i),1≤i≤n}；

其中，a,b,c为参数常量，a+b+c＝1，通过调节参数a,b,c的取值可以在网络丢包率、能量消耗和能量均衡三者之间进行折衷；当前节点选取路径费用最小的邻节点作为路由转发节点，并将其SenderID记入路由表中，作为下一跳节点；

步骤(3)：如果计算出的最小路径费用MinPcost比节点当前保存的最小路径费用更小，则说明新的路径质量更优，此时保存最小路径费用MinPcost，并修改路由发现分组首部的信息，将MinPhops、MaxPSSI、MaxPenergy和该节点的ID分别写入路由发现分组的Phops、PSSI、Penergy和SenderID字段；

步骤(4)：当前节点向其邻节点重新广播路由发现分组。

2.根据权利要求1所述一种基于多维度路径质量因子的无线传感网分布式路由方法，其特征在于：所述网络路由建立阶段路由发现分组的格式如下：

(1)SeqNum：源节点设置的分组序号；

(2)PacketKind：分组类型；分路由请求分组和数据分组两类，其中，路由请求分组由Sink发出，用于建立网络路由；数据分组用于传输节点采集的数据；

(3)SinkID：Sink节点的编号；

(4)SenderID：当前发送节点的编号；

(5)Phops：当前节点到Sink的路径跳数；

(6)PSSI：当前节点到Sink的路径信号强度；

(7)Penergy：当前节点到Sink的路径剩余能量。