[发明专利]基于6LoWPAN的IPv6无线传感器节点负载均衡的实现方法

权利要求书

1.一种基于6LoWPAN的IPv6无线传感器节点负载均衡的实现方法，其特征在于：

步骤1设置6LoWPAN感知节点

利用定义，得出S_i以6LoWPAN感知节点工作时向前转发概率；

当S_i以6LoWPAN感知节点工作时，节点S_i向备选IPv6父节点S_rj∈P_rt(S_i)转发的向前转发概率定义为：

其中e_rj(τ')表示在τ'时刻节点S_rj的剩余能量；e_k(τ')表示在τ'时刻除节点S_rj外某一节点的剩余能量；α表示指数因子，用来调节能量/距离之比曲线的响应强度；d_i,rj表示节点S_rj的转发距离；d_i,k表示除节点S_rj外某一节点的转发距离；P_rt(S_i)表示有v个备选的父节点的集合；

步骤2计算6LoWPAN中继节点转发概率

步骤2.1使用预期载荷对IPv6备选父节点的剩余能量进行标准化；

步骤2.2定义在τ'时刻从中继节点S_K到其他IPv6备选父节点S_rh，

S_rh∈P_rt(S_K)的一跳传输路径的权重如下：

其中e_rh(τ')表示在τ'时刻备选父节点S_rh的剩余能量；β表示指数因子；Lexp(S_rh,τ')表示在τ'时刻备选父节点S_rh的负载期望；

步骤2.3利用定义，计算出每一个6LoWPAN备选父节点S_rh∈P_rt(S_K)的权重偏差为Dev(weight(S_K,S_rh,τ'))＝weight(S_K,S_rh,τ')-weight其中Dev(x)表示x的偏差，weight表示所有IPv6备选父节点S_rh的权重的均值；

步骤2.4定义6LoWPAN中继节点S_K向前转发到IPv6备选父节点S_rh∈P_rt(S_K)的概率为；

这里用minDev来表示在P_rt(S_K)中所有备选父节点中最小的一个权重偏差值，S_K的正权重偏差较大时，向6LoWPAN备选父节点S_rh转发数据的向前转发概率会较大；相反，当负权重偏差较大时，S_K向IPv6备选父节点S_rh转发数据的概率会较小；

步骤2.5运用权重偏差，当S_K从6LoWPAN备选父节点中选择出一个最佳的来转发数据时，找出负载平衡的趋势；

步骤2.6计算出作为一个6LoWPAN感知节点，或者作为一个6LoWPAN中继节点，向6LoWPAN备选父节点转发的向前转发概率；

步骤3构建动态覆盖树

步骤3.1确定每个6LoWPAN传感器节点单播能够到达的层数，即跳数；

步骤3.2确定向前转发概率S_rj∈P_rt(S_i)；P_rt(S_i)表示有v个备选的父节点的集合；

步骤3.3更新6LoWPAN感知节点的向前转发概率；同时，计算由这些6LoWPAN感知节点向6LoWPAN备选父节点施加的预期负载；

步骤3.46LoWPAN中继节点按照从下到上的顺序移到位于较低层数的IPv6中继节点上；对于在同一层的6LoWPAN中继节点，具有较多备选父节点的6LoWPAN节点将会先移；计算环路会重复进行直到所有6LoWPAN节点被完全移完为止；

步骤3.5依据给定WSN的采样频率，转发概率和负载预期在某个固定的时间内进行计算；

步骤3.6在每一个计算阶段结束之后，如果一个IPv6节点要给基站BS发送所感知的数据，会运用轮盘赌的选择方式来随机产生一个随机数RND∈(0,1)来确定哪一个6LoWPAN备选父节点会被选为激活节点；

步骤3.7通过被选节点，所感知的数据转发到基站BS上去。