[发明专利]一种负载均衡的无环路路由选择方法

摘要

本发明提供了一种负载均衡的无环路路由选择方法，该方法在保证所有节点均获悉相同路由矩阵的前提下，利用经典最短路径路由方法生成多个尽可能不相交的路由表，将节点剩余能量以及上/下行链路矩阵变化信息添加在数据帧中进行分发，根据这些信息选择路由表并根据源节点指定路由进行数据帧中继，同时通过回复伪ACK数据帧的方法节省中继节点能量消耗，通过上述方法均衡各节点负载及无环路路由进而达到延长网络寿命的目的。本发明提供的路由选择方法在针对汇聚型网络的实施过程中，首个节点失效时间明显晚于传统的最短路径路由方法的实施结果，且网络吞吐量与传统方法基本一致。

主权项

一种负载均衡的无环路路由选择方法，其特征在于，包括：步骤1)网络布放T个节点，每个节点的通信范围内至少有2个其他的网络节点；为网络中的每个节点设置参数；为每个节点建立路由选择索引表S并清零，建立链路矩阵变化表和发射信息表；通过网络自组织方法为各个节点建立链路矩阵Q和剩余能量表E；步骤2)每个节点建立B个路由表，B≥2，根据链路矩阵Q和剩余能量表E计算路由并进行赋值，设置参考矩阵C等于链路矩阵Q；步骤3)信源节点在发射DATA数据帧前将自身剩余能量、上下行链路矩阵变化信息添加在DATA数据帧中，并根据自身的路由选择索引表S选择按照哪一个路由表向信宿节点发送该DATA数据帧；发射完毕后，记录发射信息并启动“等待‑重发”定时器，并更新发射信息表；等待其他节点执行步骤4)；如果信源节点在“等待‑重发”定时器超时时，转入步骤8)；步骤4)当某个节点接收到该DATA数据帧时，则对该DATA数据帧进行校验；如果校验错误，则转入步骤9)；如果校验正确，则根据该DATA数据帧更新自身剩余能量表E、链路矩阵Q和参考矩阵C，进而更新路由选择索引表S和路由矩阵变化表，然后进行进一步判断：如果该DATA数据帧既不需要当前节点中继，也不需要当前节点接收，则转入步骤9)；如果当前节点是该DATA数据帧的中继节点，转入步骤5)；如果当前节点是该DATA数据帧的目的节点，则当前节点是信宿节点，转入步骤6)；步骤5)如果当前节点已经中继过与该DATA数据帧的对应的ACK数据帧，则假装成信宿节点向信源节点回复伪ACK数据帧；当前节点转入步骤9)，等待其他节点执行步骤7)；如果当前节点没有中继过与该DATA数据帧的对应的ACK数据帧，则按照信源节点指定的路由表将该DATA数据帧向信宿节点中继；当前节点转入步骤9)，等待其他节点执行步骤4)；步骤6)若信宿节点在限定的时间内未回复过该DATA数据帧，则信宿节点生成相应的ACK数据帧，并将自身剩余能量、上下行链路矩阵变化信息添加到该ACK数据帧中发射，并根据自身的路由选择索引表S选择按照哪一个路由表向信源节点发送该ACK数据帧，转入步骤7)；否则，信宿节点转入步骤9)；步骤7)某个节点接收到该ACK数据帧时，对该ACK数据帧进行校验，如果校验错误，直接转入步骤9)；如果校验正确，则根据该ACK数据帧更新自身剩余能量表E、链路矩阵Q、参考矩阵C，进而更新路由选择索引表S和路由矩阵变化表，进行进一步判断：如果该ACK数据帧既不需要当前节点中继，也不需要当前节点接收，则转入步骤9)；如果当前节点是该ACK数据帧的中继节点，则根据信宿节点指定的路由表向信源节点中继该ACK数据帧并转入步骤9)，等待其他节点执行步骤7)；如果当前节点是该ACK数据帧的目的节点，即步骤3)中的信源节点，则认为发射成功，如果“等待‑重发”定时器仍在运行，取消“等待‑重发”定时器，转入步骤9)；步骤8)如果信源节点未收到信宿节点针对该DATA数据帧回复的ACK数据帧，则查看重发次数；如果重发次数未超限，则更新路由选择索引表S，转入步骤3)；如果重发次数超限则放弃发射该DATA数据，转入步骤9)；步骤9)分别逐项检查节点的发射信息表，如果某发射信息表项失效，则将该项发射信息表删除；节点返回空闲状态。