[发明专利]一种基于多径转发策略的稳定性WSN路由方法

摘要

本发明请求保护一种基于多径转发策略的稳定性WSN路由算法，其核心有三点：1)利用请求分组RREQ和应答分组RREP组建骨干网，而非寻求一条最优路径；2)数据转发过程中，基于能耗均衡策略选择转发数据路径；3)自适应组建骨干网原则；4)结合多头绒泡黏菌在无集中控制情况下构建最佳觅食路径所体现的自组织、涌现、健壮和高效特征对该算法进行优化。算法分三个基本步骤：(1)利用RREQ分组和RREP分组组建骨干网；(2)基于能耗均衡原则通过骨干网发送数据；(3)路由维护，当算法确定的最优路径失效时，再次基于能耗均衡策略选择骨干网中次优路径。本发明提高了WSN路由算法的收敛速度，增强了WSN的系统稳定性，降低了WSN的系统能耗。 1

主权项

1.一种基于多径转发策略的稳定性WSN路由方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、在无线传感网WSN中，判断汇聚节点Sink的位置，如果汇聚节点Sink为初始源节点Source的邻居节点，则直接将初始源节点Source的数据转发给汇聚节点Sink，否则跳转至步骤102；

102、判断初始源节点Source节点是否保存有到汇聚节点Sink的骨干网信息，如果有则初始源节点Source节点按照此骨干网将数据转发至汇聚节点Sink；如果没有则初始源节点Source节点发送RREQ路由请求包分组和RREP路由回复包给邻居节点进行分组构建骨干网，具体包括：

A、RREQ路由请求包分组步骤：初始源节点Source节点泛洪发送RREQ，邻居节点接收RREQ分组后将自身能值和编号写入RREQ分组后再次转发出去，后续节点接收到RREQ分组后，判断其是否为汇聚节点Sink，如果不是汇聚节点Sink，则其只接收第一个RREQ分组，并且将自身能值和编号写入RREQ分组后再次转发出去；如果是Sink节点，则跳转至步骤B；

B、汇聚节点Sink接收RREQ分组后，对RREQ分组进行依次判断，若该RREQ分组为Source节点发送的首个RREQ路由请求包分组时，则Sink节点接收前BL个RREQ分组,BL表示算法需要寻找的骨干网独立路径的条数，并且直接将RREQ中的路径信息保存到Sink节点，路径可信度记为1，然后Sink节点将发送RREP路由回复包分组告知初始Source节点发送后续RREQ分组；

103、如果判断该RREQ分组不是Source节点发送的首个RREQ分组时，则Sink节点接收前N*BL个RREQ，其中N为一个整数，表示骨干网路径的条数的倍数，然后将其携带的路径信息和Sink节点保存的路径信息相比较，再次出现的路径，其可信度加1，没有再次出现的路径，其可信度减1，然后按照可信度大小排序后保存在Sink节点中，可信度相同的按照路径耗时长短排序；当Sink节点中保存的BL条路径信息的可信度小于0时，其将被本次RREQ携带的不同于Sink节点中保存的路径信息代替，并且按照到达Sink节点的顺序依次替代，RREQ携带的其余路径信息舍弃；

104、当完成步骤103后，进行骨干网建立过程，当Sink节点保存的路径信息中有BL条路径信息的可信度大于其余的N*BL‑BL条路径信息可信度的5以上时候，骨干网形成，此时Sink节点将发送RREP信息告知Source节点停止发送RREQ信息，并将骨干网信息告知Source节点，保存于Source节点；

105、完成步骤104的骨干网构建步骤后，进行发送数据的步骤，选择骨干网中路径最小能值节点最大的节点所在路径转发数据，当该路径中最小能值节点能量低于起始时刻各路径最小能值节点能值的平均值时，选择次优路径即路径中最小能值节点能值处于骨干网各路径中最小能值节点的能值第二的位置转发数据，并且骨干网形成以后，骨干网以外的节点进入休眠状态，达到节能目的；具体步骤如下：

Source节点比较骨干网中各路径节点能量，并分别选出各路径中能量最小的的节点，从大到小排序后记着N₁、N₂……N_BL，其对应的能量记着En₁、En₂……En_BL，再计算En₁、En₂……En_BL的平均值AE；其中N₁节点所在的路径即为当前数据的转发路径；当前转发数据路径中能量最小的节点的能量低于上一次计算的AE的时候，重复步骤105，确定发送数据路径，直到全部数据转发结束；

106、完成步骤105的数据转发步骤后，进行路径维护，具体步骤如下：

当前转发数据的路径失效的时候，选择Source节点中排在当前转发数据节点路径后面的次优路径转发后续数据，直到整个骨干网BL条路径均失效时，重新组建骨干网。

2.根据权利要求1所述的一种基于多径转发策略的稳定性WSN路由方法，其特征在于，当步骤105中的BL＝3时，即选出路径A、B、C中各路径能量最低的节点分别为N₁、N₂、N₃，其能量分别为En₁、En₂、En₃，则假设经过比较En₂>En₁>En₃，则选择路径B转发数据的路径。