[发明专利]一种基于无线有损网络降低构建开销的拓扑控制方法

摘要

本发明公开了一种基于无线有损网络有效降低构建开销的拓扑控制方法，无线有损网络中任一网络节点u均执行如下步骤：1）根据用户要求设定无线有损网络的伸展因子t；2）获取节点u的最大发射功率链路数据集TABmaxu；3）更改节点u的发射功率广播探测包；4）将节点u的邻接链路数据集H和最短路径集合PATH初始化为空；5）获得当前发射功率链路数据集TABku；6）更新邻接链路数据集H；7）更新最短路径集合PATH；8）从步骤7获得的最短路径集合中依次为每条链路找到替代路径，从而确定节点u在无线有损网络中的发射功率；有效降低无线有损网络环境下拓扑构建的通信开销与时间开销；同时有效降低网络节点平均发射功率等级。

主权项

一种基于无线有损网络降低构建开销的拓扑控制方法，其特征在于，无线有损网络中任一网络节点u均执行如下步骤：步骤1：根据用户要求设定无线有损网络的伸展因子t，t的取值范围是大于1且小于6的整数；步骤2：获取节点u的最大发射功率链路数据集TABmaxu；以节点u的最大发射功率pmaxu广播探测包，节点u接收该探测包的响应包获得节点u的邻居节点ID以及节点u与邻居节点之间的链路权值，同时将节点u的邻居节点ID以及节点u与邻居节点之间的链路权值保存于节点u的最大发射功率链路数据集TABmaxu中，邻居节点ID为邻居节点的唯一标识符，表示节点身份；步骤3：更改节点u的发射功率广播探测包；更改节点u的发射功率广播探测包的更改方法包括以下三种：1)逐级更改发射功率广播探测包：从最低发射功率开始广播探测包，往后每次增加一级发射功率；2)加倍更改发射功率广播探测包：首先从最低发射功率开始广播探测包，往后以前一次发射功率的两倍广播探测包，当发射功率到达设定的阈值时，接着逐级增加发射功率广播探测包；所述阈值为发射功率的中间等级发射功率；3)折半更改发射功率广播探测包：首先，从节点的发射功率等级范围的中间级别发射功率开始广播探测包，若每条链路满足预定约束条件，则寻找是否存在更小的节点发射功率，如果不存在，则以前一个满足预定约束条件下的节点发射功率作为待确定的节点发射功率；否则，则继续在高一半的搜索范围内以相同的方式折半搜索；所述预定约束是指，对每条链路，其替代路径上链路权值之和都小于或等于该链路的链路权值的t倍，t是指伸展因子；步骤4：将节点u的邻接链路数据集H和最短路径集合PATH初始化为空；其中，节点u的邻接链路数据集H用于保存节点u的ID、节点u的邻居节点ID以及所有保存的邻居节点之间的链路权值；节点u的最短路径集合PATH是指用于保存节点u到邻接链路数据集H中除节点u本身之外的每个节点的最短路径；步骤5：获得当前发射功率链路数据集TABku；节点u接收步骤3广播探测包的响应包，获得节点u的邻居节点ID以及邻居节点之间的链路权值，并保存于节点u的当前发射功率链路数据集TABku中，其中，k表示节点u使用第k级发射功率广播探测包；步骤6：更新邻接链路数据集H；节点u与在节点u的1跳邻域内的邻居节点通过交换进行信息共享，将节点u所在的1跳邻域内的所有节点之间的链路权值保存在邻接链路数据集H中；步骤7：更新最短路径集合PATH；依据步骤6获得的邻接链路数据集H构建链路结构图，利用Dijkstra算法将求得的节点u到链路结构图上的其他每个节点的最短路径保存在最短路径集合PATH中；步骤8：针对最大发射功率链路数据集TABmaxu中的每条链路，依次从步骤7获得的最短路径集合PATH中寻找路径起始节点与该链路起始节点相同的路径作为其替代路径；若该替代路径上的链路权值之和大于当前链路的链路权值的t倍，则返回步骤3；若该替代路径上的链路权值之和小于或等于当前链路的链路权值的t倍，则以步骤3确定的节点发射功率作为节点u在无线有损网络中的发射功率。