[发明专利]面向移动纳米网络的能量感知机会路由控制方法

说明书

本发明涉及面向移动纳米网络的能量感知机会路由控制方法，初始化后节点序号以汇聚节点为中心向周围递减，自任一纳米节点作为起点发送数据包到汇聚节点，进行候选节点选择后，当剩余能量足够发送数据包并接收确认信息时，感知并转发数据包，将成功返回ACK的候选节点作为新的纳米节点，继续往下一个纳米节点进行传输，直至数据包到达汇聚节点。本发明高效、可靠，以序号判断汇聚节点方向，以候选节点提高传输可靠性，使得随机移动的纳米节点准确可靠地转发数据包，减少数据包传输失败的问题，提高传输效率；纳米节点在能量充足的情况下进行数据包的转发，引入机会路由的概念，充分利用无线网络的广播特性，从而有效提高移动纳米网络的性能。

技术领域

本发明涉及通信路由或通信路径查找的技术领域，特别涉及一种面向移动纳米网络的能量感知机会路由控制方法。

背景技术

随着纳米网络路由协议的发展，在纳米网络中已经有许多路由协议在不同应用场景下被提出，例如用于材料和环境工业监测、医疗上早期发现或预防慢性疾病等，目前大多数纳米路由协议都只适用于静止的应用场景，很少有适用于移动场景的纳米路由协议；在许多纳米网络的应用场景中，网络中的节点不可避免地由于外界力量而移动，而节点的移动会产生许多问题，如丢包率增加、太赫兹信道质量随时间改变、网络拓扑动态变化，这些问题促进了移动纳米网络的发展和使用。

节点的移动虽然会引起链路的动态变化，但这也提高了节点与其他节点通信的机会，在传统的无线传感网络中，一些学者提出了机会路由，机会路由的协议规定，所有候选节点都可以缓存接收到的数据，在移动的过程中，找到合适的时机进行转发。

在纳米网络中，由于纳米节点的通信范围小、通信链路不稳定等特点，将机会路由的概念引入移动纳米网络中是十分有意义的，而对于移动纳米网络中的路由设计，主要存在以下难点：

(1)基于移动无线网络的动态性，传统的路由协议并不适用于动态无线环境，网络拓扑的实时变化会引起额外的链路重传，浪费网络资源；

(2)纳米节点能量捕获存在不确定性；由于纳米节点电池容量很小，因此需要通过能量捕获技术保证节点的存活时间，但节点的能量捕获存在不确定性，而节点需要在能量充足的情况下进行数据传输；

(3)由于移动纳米网络中节点的随机移动性，如何准确选择更高效的节点将数据包转发至汇聚节点至关重要。

由于上述移动纳米网络的特殊性，传统的路由协议无法应用到移动纳米网络中。

发明内容

本发明解决了现有技术中，存在的传统的路由协议无法应用到移动纳米网络中的问题，提供了一种优化的面向移动纳米网络的能量感知机会路由控制方法，高效、可靠，纳米节点在能量充足的情况下进行数据包的转发，引入机会路由的概念，充分利用无线网络的广播特性，从而有效提高移动纳米网络的性能。

本发明所采用的技术方案是，一种面向移动纳米网络的能量感知机会路由控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：纳米节点初始化处理，节点序号以汇聚节点为中心，向周围递减；

步骤2：纳米节点s收到或产生一需要发送到汇聚节点的数据包；

步骤3：纳米节点s进行候选节点选择；

步骤4：纳米节点s收到若干候选节点的反馈，若当前剩余能量足够发送当前数据包并接收确认信息，则进行下一步，否则，不发送数据包，继续进行能量捕获，返回步骤2；

步骤5：纳米节点s感知并转发数据包；

步骤6：成功返回ACK的候选节点作为新的纳米节点s，返回步骤3，直至数据包到达汇聚节点。

优选地，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：若网络生命周期结束，则退出控制，否则，进行下一步；