一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒?br>
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)有效降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒?，無線有損網(wǎng)絡(luò)中任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)u均執(zhí)行如下步驟：1）根據(jù)用戶要求設(shè)定無線有損網(wǎng)絡(luò)的伸展因子t；2）獲取節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu；3）更改節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率廣播探測包；4）將節(jié)點(diǎn)u的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H和最短路徑集合PATH初始化為空；5）獲得當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku；6）更新鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H；7）更新最短路徑集合PATH；8）從步驟7獲得的最短路徑集合中依次為每條鏈路找到替代路徑，從而確定節(jié)點(diǎn)u在無線有損網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射功率；有效降低無線有損網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下拓?fù)錁?gòu)建的通信開銷與時(shí)間開銷；同時(shí)有效降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平均發(fā)射功率等級(jí)。
【專利說明】一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)，涉及一種無線有損網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂萍夹g(shù)，特別涉及一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)有效降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒ā?br>
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及具有感知和通信能力的微電子器件成本的大幅降低，萬物互聯(lián)正在悄然形成。無線節(jié)點(diǎn)間的通信在“通”和“斷”之間，通常存在一個(gè)“過渡”區(qū)。在這個(gè)區(qū)域，無線節(jié)點(diǎn)間的通信以一定的概率連通。直觀表現(xiàn)在發(fā)射源對(duì)同一數(shù)據(jù)包要發(fā)送多次才能成功，這將額外消耗節(jié)點(diǎn)的能量。拓?fù)淇刂剖窃噲D降低節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率而同時(shí)能維持所期望的拓?fù)鋵傩缘年P(guān)鍵技術(shù)，簡單地說，它能為節(jié)點(diǎn)確定一個(gè)合適的發(fā)射功率。無線網(wǎng)絡(luò)中的有損鏈路普遍存在，而考慮有損鏈路的拓?fù)淇刂品椒▍s不多見。傳統(tǒng)的基于“通”與“斷”條件下的拓?fù)淇刂品椒ㄓ糜跓o線有損鏈路環(huán)境下，會(huì)使得對(duì)“通”與“斷”的定義很不統(tǒng)一，如連通概率多大算“通”;相反，直接使用連通概率作為鏈路權(quán)值則比較方便。
[0003]CTC算法(參見參考文獻(xiàn)[I])屬于典型的無線有損網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒?，該算法將鏈路連通概率轉(zhuǎn)換成在鏈路上成功傳輸特定長度數(shù)據(jù)包所需要的最少傳輸次數(shù)，并將其作為鏈路權(quán)值。在此基礎(chǔ)上，給出了傳輸次數(shù)伸展因子DTC(Dilation of TransmissionCount)的概念，即網(wǎng)絡(luò)中任意一對(duì)節(jié)點(diǎn)在拓?fù)淇刂品椒▓?zhí)行后形成的拓?fù)渖系淖疃搪窂綑?quán)值與原始拓?fù)?即網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都采用最大發(fā)射功率等級(jí)時(shí)形成的拓?fù)?上同一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的最短路徑權(quán)值之間都有一個(gè)比值，而在這些比值中，最大的那個(gè)比值即為DTC。DTC給出了該鏈路權(quán)值作為拓?fù)湫阅苤笜?biāo)，其性能與最優(yōu)值之間的最大差距。
[0004]CTC算法是一組局部搜索算法，其基本思想是，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都獨(dú)立運(yùn)行CTC，而運(yùn)行該算法的節(jié)點(diǎn)以其I跳鄰域內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)為參數(shù)，依次調(diào)用函數(shù)LabelSet(V)(該函數(shù)的參數(shù)V為執(zhí)行節(jié)點(diǎn)的I跳鄰域內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn))來確定其該采用的發(fā)射功率級(jí)別，最終確定的發(fā)射功率要能滿足其I跳鄰域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的要求。節(jié)點(diǎn)的I跳鄰域是指該節(jié)點(diǎn)與其鄰居節(jié)點(diǎn)以及這些節(jié)點(diǎn)間存在的通信鏈路所形成的區(qū)域。
[0005]LabelSet (v)基本思想是,調(diào)用該函數(shù)的節(jié)點(diǎn),對(duì)節(jié)點(diǎn)V在最大發(fā)射功率級(jí)別下的每條鏈路，在其2跳鄰域內(nèi)搜索DTC值不超過預(yù)先給定的DTC上界值的替代路徑，并在滿足要求的替代路徑中，選擇具有最小發(fā)射功率度量值的替代路徑以替換該鏈路，然后通過檢查自身是否在替代路徑上以及該路徑對(duì)其功率的要求是否大于當(dāng)前采用功率來決定是否需要更新其發(fā)射功率，若大于，則更新其當(dāng)前采用的發(fā)射功率。節(jié)點(diǎn)的2跳鄰域是指該節(jié)點(diǎn)和其所有鄰居節(jié)點(diǎn)的I跳鄰域所組成的區(qū)域。
[0006]CTC算法能夠通過調(diào)整DTC上界值、替代路徑長度等參數(shù)來取得替代路徑質(zhì)量與搜索開銷之間的折中。然而CTC算法需要將其2跳范圍內(nèi)所有功率等級(jí)下的鏈路權(quán)值作為其輸入?yún)?shù)之一，這顯然增大了其搜索到合適發(fā)射功率的時(shí)間開銷，而2跳范圍內(nèi)所有發(fā)射功率等級(jí)下的鏈路權(quán)值的取得也需要很大的通信開銷。CTC算法存在的具體問題如下:
[0007](I )CTC算法假設(shè)存在某種算法，能為每個(gè)節(jié)點(diǎn)求得其2跳范圍內(nèi)所有發(fā)射功率等級(jí)下的鏈路權(quán)值。但實(shí)際上，尚未發(fā)現(xiàn)這樣一種算法的具體描述。另外，簡單地對(duì)重傳次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可以很容易獲得鏈路(例如U — V)所采用的Rl^i (即含義是節(jié)點(diǎn)U采用第i級(jí)功率向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送同一數(shù)據(jù)包，被節(jié)點(diǎn)V成功收到時(shí)所需最少傳輸次數(shù))，而用這個(gè)指標(biāo)來度量該鏈路傳輸質(zhì)量并不總是合理的。例如，Ru，v，i=3，可能是前2次數(shù)據(jù)包在從u到V的傳輸過程中出錯(cuò)，第3次成功；也可能是前2次數(shù)據(jù)包的確認(rèn)包在從V到u的傳輸過程中出錯(cuò)，第3次成功。盡管兩種情況下Rl^i的值相同，但顯然前者的鏈路質(zhì)量比后者差。有些研究將鏈路正反方向的傳輸成功率乘積的倒數(shù)作為鏈路質(zhì)量的度量，這顯然忽略了鏈路正反方向存在的傳輸質(zhì)量差異。
[0008](2)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率等級(jí)很多，一些產(chǎn)品達(dá)30余級(jí)，估算全部發(fā)射功率等級(jí)下的鏈路質(zhì)量，計(jì)算代價(jià)、消息開銷、存儲(chǔ)代價(jià)等過大，而且也會(huì)增大求解合適發(fā)射功率的搜索空間、增加時(shí)間開銷。
[0009](3)采用被動(dòng)監(jiān)聽的方式，雖然可以節(jié)省開銷，但是實(shí)際未必可行。一是難以保證及時(shí)估算動(dòng)態(tài)變化的鏈路質(zhì)量；二是難以得到所有發(fā)射功率等級(jí)下的鏈路質(zhì)量，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)不太可能對(duì)其所有發(fā)射功率等級(jí)都使用一遍。
[0010]因此，急需提出一種應(yīng)對(duì)上述問題的新拓?fù)淇刂品椒ā?br>
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明提出的一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)有效降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒?，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)搜索空間大、拓?fù)錁?gòu)建時(shí)間長以及通信開銷大等問題。
[0012]一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒?，無線有損網(wǎng)絡(luò)中任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)U均執(zhí)行如下步驟:
[0013]步驟1:根據(jù)用戶要求設(shè)定無線有損網(wǎng)絡(luò)的伸展因子t，t的取值范圍是大于I且小于6的整數(shù)；`
[0014]步驟2:獲取節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu ；
[0015]以節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率Pmaxu廣播探測包，節(jié)點(diǎn)u接收該探測包的響應(yīng)包獲得節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，同時(shí)將節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值保存于節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu中，鄰居節(jié)點(diǎn)ID為鄰居節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)符，表示節(jié)點(diǎn)身份；
[0016]步驟3:更改節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率廣播探測包；
[0017]即更換節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率，與上一次的發(fā)射功率不同；
[0018]步驟4:將節(jié)點(diǎn)u的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H和最短路徑集合PATH初始化為空；
[0019]其中，節(jié)點(diǎn)u的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H用于保存節(jié)點(diǎn)u的ID、節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及所有保存的鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值；
[0020]即保存了任意兩個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值；
[0021 ] 節(jié)點(diǎn)u的最短路徑集合PATH是指用于保存節(jié)點(diǎn)u到鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H中除節(jié)點(diǎn)u本身之外的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑；
[0022]步驟5:獲得當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku ；
[0023]節(jié)點(diǎn)u接收步驟3廣播探測包的響應(yīng)包，獲得節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，并保存于節(jié)點(diǎn)u的當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku中，其中，k表示節(jié)點(diǎn)u使用第k級(jí)發(fā)射功率廣播探測包；
[0024]步驟6:更新鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H ；
[0025]節(jié)點(diǎn)u與在節(jié)點(diǎn)u的I跳鄰域內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)通過交換進(jìn)行信息共享，將節(jié)點(diǎn)u所在的I跳鄰域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值保存在鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H中；
[0026]步驟7:更新最短路徑集合PATH ；
[0027]依據(jù)步驟6獲得的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H構(gòu)建鏈路結(jié)構(gòu)圖，利用Dijkstra算法將求得的節(jié)點(diǎn)u到鏈路結(jié)構(gòu)圖上的其他每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑保存在最短路徑集合PATH中；
[0028]步驟8:針對(duì)最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu中的每條鏈路，依次從步驟7獲得的最短路徑集合PATH中尋找路徑起始節(jié)點(diǎn)與該鏈路起始節(jié)點(diǎn)相同的路徑作為其替代路徑；
[0029]若該替代路徑上的鏈路權(quán)值之和大于當(dāng)前鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，則返回步驟3 ；
[0030]若該替代路徑上的鏈路權(quán)值之和小于或等于當(dāng)前鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，則以步驟3確定的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率作為節(jié)點(diǎn)u在無線有損網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射功率。
[0031]網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)通過上述步驟可以較快地從其可選的眾多發(fā)射功率級(jí)別中確定其合適的發(fā)射功率,從而形成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br>
[0032]所述節(jié)點(diǎn)先廣播探測包，然后通過接收該探測包的響應(yīng)包來獲得節(jié)點(diǎn)U的鄰居節(jié)點(diǎn)以及與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值的具體步驟如下:
[0033]步驟a:設(shè)定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中所能容忍的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)重傳次數(shù)T，并將用于計(jì)算鏈路權(quán)值的變量R和記錄循環(huán)體執(zhí)行次數(shù)的變量i初始化為0，接收數(shù)據(jù)集Su，當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku,鄰居節(jié)點(diǎn)列表NEIulist分別初始化為空；
[0034]其中，R用于記錄節(jié)點(diǎn)u以廣播方式發(fā)送鄰居發(fā)現(xiàn)消息包的輪次，i表示節(jié)點(diǎn)u執(zhí)行循環(huán)體的次數(shù)，Su用于記錄節(jié)點(diǎn)u成功收到的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的次數(shù)以及該鄰居節(jié)點(diǎn)ID, NEIulist為節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)列表,用于記錄節(jié)點(diǎn)u已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的相鄰居點(diǎn)名稱，數(shù)據(jù)集TABku用于記錄節(jié)點(diǎn)u選用發(fā)射功率k廣播探測包獲得的與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值；
[0035]步驟b:判斷計(jì)算變量i是否等于T，如果是，則結(jié)束所有操作；否則，進(jìn)入步驟c ;
[0036]步驟c:節(jié)點(diǎn)u將變量R增大1，并使用發(fā)射功率Pku以廣播方式發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDu, NEIulist]，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 th ；
[0037]R用于記錄節(jié)點(diǎn)u以廣播方式發(fā)送鄰居發(fā)現(xiàn)消息包的輪次即指用來計(jì)算節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，比如，在響應(yīng)包不出錯(cuò)的情況下，當(dāng)R=I時(shí)，若節(jié)點(diǎn)u成功收到鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)它探測包的響應(yīng)包，則節(jié)點(diǎn)u認(rèn)為與鄰居節(jié)點(diǎn)的鏈路權(quán)值是I ;然后，在變量i的值未超過T時(shí)，節(jié)點(diǎn)u會(huì)繼續(xù)發(fā)同樣的探測包，因此R就會(huì)增加到2，這時(shí)若又有鄰居節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)包被節(jié)點(diǎn)u成功收到，則節(jié)點(diǎn)u認(rèn)為與這個(gè)或這些鄰居間的鏈路權(quán)值是2 ；
[0038]步驟d:判斷定時(shí)器th是否超時(shí)，若未超時(shí)，則進(jìn)入步驟e，否則，將變量i的值加I后返回步驟b ；
[0039]定時(shí)器th是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從廣播發(fā)現(xiàn)消息包開始到正常接收相應(yīng)響應(yīng)包的時(shí)間，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的固有屬性；
[0040]步驟e:若節(jié)點(diǎn)u成功接收到來自節(jié)點(diǎn)V廣播的發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDv, NEIvlisJ且節(jié)點(diǎn)u尚不在節(jié)點(diǎn)V的相鄰節(jié)點(diǎn)列表NEIvlist中，則執(zhí)行步驟f，否則，進(jìn)入步驟g ；
[0041]步驟f:判斷節(jié)點(diǎn)V是否存在于節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中；[0042]若節(jié)點(diǎn)V不存在于節(jié)點(diǎn)U的接收數(shù)據(jù)集Su中:
[0043]將節(jié)點(diǎn)u對(duì)節(jié)點(diǎn)V的響應(yīng)次數(shù)COUv置為1，并將[IDV，COUv]加入Su中；接著節(jié)點(diǎn)U使用發(fā)射功率Pku向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送響應(yīng)消息包[TYPEmm，IDv, IDu, COUJ ；
[0044]否則，若節(jié)點(diǎn)V已存在接收節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中:
[0045]將節(jié)點(diǎn)u對(duì)節(jié)點(diǎn)V的響應(yīng)次數(shù)COUv增大I ;接著節(jié)點(diǎn)u使用發(fā)射功率Pku向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送響應(yīng)消息包[TYPEnrm, IDv, IDu, COUJ ；
[0046]COUv是一個(gè)記錄響應(yīng)次數(shù)的變量,下標(biāo)V表示被響應(yīng)的對(duì)象,指節(jié)點(diǎn)u對(duì)節(jié)點(diǎn)V發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的響應(yīng)次數(shù)；
[0047]步驟g:若節(jié)點(diǎn)U成功收到來自節(jié)點(diǎn)V發(fā)送的鄰居響應(yīng)消息包[TYPEnrm, IDu, IDv, COUJ，則將鏈路權(quán)值變量賦值為R_C0UU+1，并將鏈路[u，v, Ru；v；k]和節(jié)點(diǎn)v分別加入到數(shù)據(jù)集TABku和NEIulist中；
[0048]其中，所述發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDu, NEIulisJ中三個(gè)字段的含義分別是包類型為發(fā)現(xiàn)消息包、發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)已知的相鄰節(jié)點(diǎn)列表；
[0049]所述響應(yīng)消息包[TYPE_ IDu, IDv, COUu]中四個(gè)字段的含義分別是包類型為響應(yīng)消息包、接收節(jié)點(diǎn)U標(biāo)識(shí)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)V標(biāo)識(shí)、節(jié)點(diǎn)V對(duì)節(jié)點(diǎn)U發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的響應(yīng)次數(shù)，其中被響應(yīng)對(duì)象為節(jié)點(diǎn)U。
[0050]所述步驟3中更改節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率廣播探測包的更改方法包括以下三種:
[0051]I)逐級(jí)更改發(fā)射功率廣播探測包:
[0052]從最低發(fā)射功率開始廣播探測包,往后每次增加一級(jí)發(fā)射功率；
[0053]2)加倍更改發(fā)射功率廣播探測包:
[0054]首先從最低發(fā)射功率開始廣播探測包，往后以前一次發(fā)射功率的兩倍廣播探測包，當(dāng)發(fā)射功率到達(dá)設(shè)定的閾值時(shí)，接著逐級(jí)增加發(fā)射功率廣播探測包；
[0055]所述閾值為發(fā)射功率的中間等級(jí)發(fā)射功率；
[0056]3)折半更改發(fā)射功率廣播探測包:
[0057]首先，從節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率等級(jí)范圍的中間級(jí)別發(fā)射功率開始廣播探測包，若每條鏈路滿足預(yù)定約束條件，則尋找是否存在更小的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率，如果不存在，則以前一個(gè)滿足預(yù)定約束條件下的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率作為待確定的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率；否則，則繼續(xù)在高一半的搜索范圍內(nèi)以相同的方式折半搜索；
[0058]所述預(yù)定約束是指，對(duì)每條鏈路，其替代路徑上鏈路權(quán)值之和都小于或等于該鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，t是指伸展因子。
[0059]有益效果
[0060]本發(fā)明提出的一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)有效降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒ǎ煌诂F(xiàn)有方法采用的局部窮盡搜索方式來確定合適的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率，我們采用逐級(jí)增大(或翻倍逐級(jí)增大、或折半確定)發(fā)射功率的搜索方式，若滿足約束條件，則停止搜索，因此，不必窮盡局部范圍的所有可能結(jié)果，更不必事先求得節(jié)點(diǎn)所有功率等級(jí)下的鏈路權(quán)值。
[0061]本發(fā)明的有益效果具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0062]I)本發(fā)明能夠有效降低無線有損網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下拓?fù)錁?gòu)建的通信開銷與時(shí)間開銷；
[0063]2)本發(fā)明能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平均發(fā)射功率等級(jí)；
[0064]3)本發(fā)明構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓诔Ｒ娛褂脳l件下的平均剩余能量偏差更小，因而網(wǎng)絡(luò) 壽命更長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0065]圖1為3種方法的平均發(fā)射功率隨應(yīng)用要求的伸展因子改變的變化趨勢圖；
[0066]圖2為3種方法的平均端到端延時(shí)隨應(yīng)用要求的伸展因子改變的變化趨勢圖；
[0067]圖3為3種方法的平均投遞成功率隨應(yīng)用要求的伸展因子改變的變化趨勢圖；
[0068]圖4為3種方法的總能量消耗隨應(yīng)用要求的伸展因子改變的變化趨勢圖；
[0069]圖5為3種方法的剩余能量均方差隨應(yīng)用要求的伸展因子改變的變化趨勢圖；
[0070]圖6為3種方法的平均測量的伸展因子隨應(yīng)用要求的伸展因子改變的變化趨勢圖；
[0071]圖7為3種方法的平均發(fā)射功率隨節(jié)點(diǎn)密度改變的變化趨勢圖；
[0072]圖8為3種方法的平均端到端延時(shí)隨節(jié)點(diǎn)密度改變的變化趨勢圖；
[0073]圖9為3種方法的平均投遞成功率隨節(jié)點(diǎn)密度改變的變化趨勢圖；
[0074]圖10為3種方法的總能量消耗隨節(jié)點(diǎn)密度改變的變化趨勢圖；
[0075]圖11為3種方法的剩余能量均方差隨節(jié)點(diǎn)密度改變的變化趨勢圖；
[0076]圖12為3種方法的平均測量的伸展因子隨節(jié)點(diǎn)密度改變的變化趨勢圖；
[0077]圖13為3種方法的總能量消耗隨發(fā)射源節(jié)點(diǎn)數(shù)量改變的變化趨勢圖；
[0078]圖14為3種方法的剩余能量均方差隨發(fā)射源節(jié)點(diǎn)數(shù)量改變的變化趨勢圖；
[0079]其中，所述3種方法分別為本發(fā)明提出的LTCAL-node以及參考文獻(xiàn)[I]中的兩種典型方法 CTC-node-ms 與 CTC-node-mm。
【具體實(shí)施方式】
[0080]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0081]一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒ǎ瑹o線有損網(wǎng)絡(luò)中任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)u均執(zhí)行如下步驟:
[0082]步驟1:根據(jù)用戶要求設(shè)定無線有損網(wǎng)絡(luò)的伸展因子t，t的取值范圍是大于I且小于6的整數(shù)；
[0083]步驟2:獲取節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu ；
[0084]以節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率Pmaxu廣播探測包，節(jié)點(diǎn)u接收該探測包的響應(yīng)包獲得節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，同時(shí)將節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值保存于節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu中，鄰居節(jié)點(diǎn)ID為鄰居節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)符，表示節(jié)點(diǎn)身份；
[0085]步驟3:更改節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率廣播探測包；
[0086]即更換節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率，與上一次的發(fā)射功率不同；
[0087]步驟4:將節(jié)點(diǎn)u的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H和最短路徑集合PATH初始化為空；
[0088]其中，節(jié)點(diǎn)u的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H用于保存節(jié)點(diǎn)u的ID、節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及所有保存的鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值；
[0089]即保存了任意兩個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值；
[0090]節(jié)點(diǎn)u的最短路徑集合PATH是指用于保存節(jié)點(diǎn)u到鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H中除節(jié)點(diǎn)U本身之外的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑；
[0091]步驟5:獲得當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku ；
[0092]節(jié)點(diǎn)u接收步驟3廣播探測包的響應(yīng)包，獲得節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，并保存于節(jié)點(diǎn)u的當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku中，其中，k表示節(jié)點(diǎn)u使用第k級(jí)發(fā)射功率廣播探測包；
[0093]步驟6:更新鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H ；
[0094]節(jié)點(diǎn)u與在節(jié)點(diǎn)u的I跳鄰域內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)通過交換進(jìn)行信息共享，將節(jié)點(diǎn)u所在的I跳鄰域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值保存在鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H中；
[0095]步驟7:更新最短路徑集合PATH ；
[0096]依據(jù)步驟6獲得的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H構(gòu)建鏈路結(jié)構(gòu)圖，利用Dijkstra算法將求得的節(jié)點(diǎn)u到鏈路結(jié)構(gòu)圖上的其他每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑保存在最短路徑集合PATH中；
[0097]步驟8:針對(duì)最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu中的每條鏈路，依次從步驟7獲得的最短路徑集合PATH中尋找路徑起始節(jié)點(diǎn)與該鏈路起始節(jié)點(diǎn)相同的路徑作為其替代路徑；
[0098]若該替代路徑上的鏈路權(quán)值之和大于當(dāng)前鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，則返回步驟3 ；
[0099]若該替代路徑上的鏈路權(quán)值之和小于或等于當(dāng)前鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，則以步驟3確定的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率作為節(jié)點(diǎn)u在無線有損網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射功率。
[0100]網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)通過上述步驟可以較快地從其可選的眾多發(fā)射功率級(jí)別中確定其合適的發(fā)射功率,從而形成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br>
[0101]所述節(jié)點(diǎn)先廣播探測包，然后通過接收該探測包的響應(yīng)包來獲得節(jié)點(diǎn)U的鄰居節(jié)點(diǎn)以及與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值的具體步驟如下:
[0102]步驟a:設(shè)定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中所能容忍的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)重傳次數(shù)T，并將用于計(jì)算鏈路權(quán)值的變量R和記錄循環(huán)體執(zhí)行次數(shù)的變量i初始化為0，接收數(shù)據(jù)集Su，當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku,鄰居節(jié)點(diǎn)列表NEIulist分別初始化為空；
[0103]其中，R用于記錄節(jié)點(diǎn)u以廣播方式發(fā)送鄰居發(fā)現(xiàn)消息包的輪次，i表示節(jié)點(diǎn)u執(zhí)行循環(huán)體的次數(shù)，Su用于記錄節(jié)點(diǎn)u成功收到的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的次數(shù)以及該鄰居節(jié)點(diǎn)ID, NEIulist為節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)列表,用于記錄節(jié)點(diǎn)u已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的相鄰居點(diǎn)名稱，數(shù)據(jù)集TABku用于記錄節(jié)點(diǎn)u選用發(fā)射功率k廣播探測包獲得的與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值；
[0104]步驟b:判斷計(jì)算變量i是否等于T，如果是，則結(jié)束所有操作；否則，進(jìn)入步驟c ;
[0105]步驟c:節(jié)點(diǎn)u將變量R增大1，并使用發(fā)射功率Pku以廣播方式發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDu, NEIulist]，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 th ；
[0106]R用于記錄節(jié)點(diǎn)u以廣播方式發(fā)送鄰居發(fā)現(xiàn)消息包的輪次即指用來計(jì)算節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，比如，在響應(yīng)包不出錯(cuò)的情況下，當(dāng)R=I時(shí)，若節(jié)點(diǎn)u成功收到鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)它探測包的響應(yīng)包，則節(jié)點(diǎn)u認(rèn)為與鄰居節(jié)點(diǎn)的鏈路權(quán)值是I ;然后，在變量i的值未超過T時(shí)，節(jié)點(diǎn)u會(huì)繼續(xù)發(fā)同樣的探測包，因此R就會(huì)增加到2，這時(shí)若又有鄰居節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)包被節(jié)點(diǎn)u成功收到，則節(jié)點(diǎn)u認(rèn)為與這個(gè)或這些鄰居間的鏈路權(quán)值是2 ；
[0107]步驟d:判斷定時(shí)器th是否超時(shí)，若未超時(shí)，則進(jìn)入步驟e，否則，將變量i的值加I后返回步驟b ；
[0108]定時(shí)器th是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從廣播發(fā)現(xiàn)消息包開始到正常接收相應(yīng)響應(yīng)包的時(shí)間，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的固有屬性；
[0109]步驟e:若節(jié)點(diǎn)u成功接收到來自節(jié)點(diǎn)V廣播的發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDv, NEIvlisJ且節(jié)點(diǎn)u尚不在節(jié)點(diǎn)V的相鄰節(jié)點(diǎn)列表NEIvlist中，則執(zhí)行步驟f，否則，進(jìn)入步驟g ；
[0110]步驟f:判斷節(jié)點(diǎn)V是否存在于節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中；
[0111]若節(jié)點(diǎn)V不存在于節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中:
[0112]將節(jié)點(diǎn)u對(duì)節(jié)點(diǎn)V的響應(yīng)次數(shù)COUv置為1，并將[IDV，COUv]加入Su中；接著節(jié)點(diǎn)U使用發(fā)射功率Pku向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送響應(yīng)消息包[TYPEmm，IDv, IDu, COUJ ；
[0113]否則,若節(jié)點(diǎn)V已存在接收節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中:
[0114]將節(jié)點(diǎn)U對(duì)節(jié)點(diǎn)V的響應(yīng)次數(shù)COUv增大I ;接著節(jié)點(diǎn)u使用發(fā)射功率Pku向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送響應(yīng)消息包[TYPEnrm, IDv, IDu, COUJ ；
[0115]COUv是一個(gè)記錄響應(yīng)次數(shù)的變量,下標(biāo)V表示被響應(yīng)的對(duì)象,指節(jié)點(diǎn)u對(duì)節(jié)點(diǎn)V發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的響應(yīng)次數(shù)；
[0116]步驟g:若節(jié)點(diǎn)U成功收到來自節(jié)點(diǎn)V發(fā)送的鄰居響應(yīng)消息包[TYPEnrm, IDu, IDv, COUJ，則將鏈路權(quán)值變量賦值為R_C0UU+1，并將鏈路[u，v, Ru；v；k]和節(jié)點(diǎn)v分別加入到數(shù)據(jù)集TABku和NEIulist中；
[0117]其中，所述發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDu, NEIulisJ中三個(gè)字段的含義分別是包類型為發(fā)現(xiàn)消息包、發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)已知的相鄰節(jié)點(diǎn)列表；
[0118]所述響應(yīng)消息包[TYPE_ IDu, IDv, COUu]中四個(gè)字段的含義分別是包類型為響應(yīng)消息包、接收節(jié)點(diǎn)U標(biāo)識(shí)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)V標(biāo)識(shí)、節(jié)點(diǎn)V對(duì)節(jié)點(diǎn)U發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的響應(yīng)次數(shù)，其中被響應(yīng)對(duì)象為節(jié)點(diǎn)U。
[0119]所述步驟3中更改節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率廣播探測包的更改方法包括以下三種:
[0120]I)逐級(jí)更改發(fā)射功率廣播探測包:
[0121]從最低發(fā)射功率開始廣播探測包,往后每次增加一級(jí)發(fā)射功率；
[0122]2)加倍更改發(fā)射功率廣播探測包:
[0123]首先從最低發(fā)射功率開始廣播探測包，往后以前一次發(fā)射功率的兩倍廣播探測包，當(dāng)發(fā)射功率到達(dá)設(shè)定的閾值時(shí)，接著逐級(jí)增加發(fā)射功率廣播探測包；
[0124]所述閾值為發(fā)射功率的中間等級(jí)發(fā)射功率；
[0125]3)折半更改發(fā)射功率廣播探測包:
[0126]首先，從節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率等級(jí)范圍的中間級(jí)別發(fā)射功率開始廣播探測包，若每條鏈路滿足預(yù)定約束條件，則尋找是否存在更小的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率，如果不存在，則以前一個(gè)滿足預(yù)定約束條件下的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率作為待確定的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率；否則，則繼續(xù)在高一半的搜索范圍內(nèi)以相同的方式折半搜索；
[0127]所述預(yù)定約束是指，對(duì)每條鏈路，其替代路徑上鏈路權(quán)值之和都小于或等于該鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，t是指伸展因子。
[0128]首先簡單介紹一下進(jìn)行比較的3種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂品椒?
[0129]l)LTCAL-node:該方法僅為每個(gè)節(jié)點(diǎn)維持一個(gè)能夠覆蓋其最遠(yuǎn)鄰居且滿足應(yīng)用要求的伸展因子約束的發(fā)射功率。任一節(jié)點(diǎn)在其I跳鄰域范圍內(nèi)構(gòu)建到其它所有鄰域節(jié)點(diǎn)的最短路徑，并將路徑上與自己相鄰的節(jié)點(diǎn)作為拓?fù)淇刂坪蟮泥従?。路徑?quán)值是路徑上所有鏈路權(quán)值的累加。該方法采取逐級(jí)增大(或翻倍逐級(jí)增大、或折半確定)發(fā)射功率的方式確定滿足伸展因子約束條件的適合發(fā)射功率。若存在不滿足應(yīng)用要求的伸展因子約束的最短路徑，則增大一級(jí)發(fā)射功率，依次類推，直至滿足約束要求。具體算法描述見前述。
[0130]2) CTC-node-ms:該方法的基本思想是，運(yùn)行該方法的節(jié)點(diǎn)在其2跳鄰域內(nèi)，為其每個(gè)鄰域節(jié)點(diǎn)計(jì)算能替換其每條最大功率鏈路的替換路徑，要求替換路徑長度不超過d跳(在實(shí)施例中d取3)且滿足應(yīng)用要求的伸展因子約束。在滿足這些要求的替換路徑中，選擇路徑上鏈路起始節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率累加和最小的替換路徑。若運(yùn)行該方法的節(jié)點(diǎn)被包括在替換路徑上，則根據(jù)該路徑對(duì)該節(jié)點(diǎn)的功率要求更新其發(fā)射功率。若要求的功率值大于當(dāng)前功率，則更新。
[0131]3) CTC-node-mm:除了采用路徑上最大權(quán)值鏈路的權(quán)值作為路徑權(quán)值外，其它與CTC-node-ms 相同。
[0132]比較的性能參數(shù)描述如下:
[0133]I)平均發(fā)射功率:是指在拓?fù)淇刂扑惴▓?zhí)行后，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)確定采納的發(fā)射功率的均值。對(duì)任一節(jié)點(diǎn)u來說，其確定采納的發(fā)射功率記作Pu。全網(wǎng)均值由
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線有損網(wǎng)絡(luò)降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒?，其特征在于，無線有損網(wǎng)絡(luò)中任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)U均執(zhí)行如下步驟: 步驟1:根據(jù)用戶要求設(shè)定無線有損網(wǎng)絡(luò)的伸展因子t，t的取值范圍是大于I且小于6的整數(shù)； 步驟2:獲取節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu ； 以節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率Pmaxu廣播探測包，節(jié)點(diǎn)u接收該探測包的響應(yīng)包獲得節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，同時(shí)將節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及節(jié)點(diǎn)u與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值保存于節(jié)點(diǎn)u的最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu中，鄰居節(jié)點(diǎn)ID為鄰居節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)符，表示節(jié)點(diǎn)身份； 步驟3:更改節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率廣播探測包； 步驟4:將節(jié)點(diǎn)u的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H和最短路徑集合PATH初始化為空； 其中，節(jié)點(diǎn)u的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H用于保存節(jié)點(diǎn)u的ID、節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及所有保存的鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值； 節(jié)點(diǎn)u的最短路徑集合PATH是指用于保存節(jié)點(diǎn)u到鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H中除節(jié)點(diǎn)u本身之外的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑； 步驟5:獲得當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku ； 節(jié)點(diǎn)u接收步驟3廣播探測包的響應(yīng)包，獲得節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)ID以及鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值，并保存于節(jié)點(diǎn)`u的當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku中，其中，k表示節(jié)點(diǎn)u使用第k級(jí)發(fā)射功率廣播探測包； 步驟6:更新鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H ； 節(jié)點(diǎn)u與在節(jié)點(diǎn)u的I跳鄰域內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)通過交換進(jìn)行信息共享，將節(jié)點(diǎn)u所在的I跳鄰域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值保存在鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H中； 步驟7:更新最短路徑集合PATH ； 依據(jù)步驟6獲得的鄰接鏈路數(shù)據(jù)集H構(gòu)建鏈路結(jié)構(gòu)圖，利用Dijkstra算法將求得的節(jié)點(diǎn)u到鏈路結(jié)構(gòu)圖上的其他每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑保存在最短路徑集合PATH中； 步驟8:針對(duì)最大發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABmaxu中的每條鏈路，依次從步驟7獲得的最短路徑集合PATH中尋找路徑起始節(jié)點(diǎn)與該鏈路起始節(jié)點(diǎn)相同的路徑作為其替代路徑； 若該替代路徑上的鏈路權(quán)值之和大于當(dāng)前鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，則返回步驟3 ；若該替代路徑上的鏈路權(quán)值之和小于或等于當(dāng)前鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，則以步驟3確定的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率作為節(jié)點(diǎn)u在無線有損網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線有損網(wǎng)絡(luò)降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒?，其特征在于，所述?jié)點(diǎn)先廣播探測包，然后通過接收該探測包的響應(yīng)包來獲得節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)以及與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值的具體步驟如下: 步驟a:設(shè)定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中所能容忍的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)重傳次數(shù)T，并將用于計(jì)算鏈路權(quán)值的變量R和記錄循環(huán)體執(zhí)行次數(shù)的變量i初始化為O，接收數(shù)據(jù)集Su，當(dāng)前發(fā)射功率鏈路數(shù)據(jù)集TABku,鄰居節(jié)點(diǎn)列表NEIulist分別初始化為空； 其中，R用于記錄節(jié)點(diǎn)u以廣播方式發(fā)送鄰居發(fā)現(xiàn)消息包的輪次，i表示節(jié)點(diǎn)u執(zhí)行循環(huán)體的次數(shù)，Su用于記錄節(jié)點(diǎn)u成功收到的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的次數(shù)以及該鄰居節(jié)點(diǎn)ID, NEIulist為節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)列表,用于記錄節(jié)點(diǎn)u已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的相鄰居點(diǎn)名稱，數(shù)據(jù)集TABku用于記錄節(jié)點(diǎn)u選用發(fā)射功率k廣播探測包獲得的與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)值； 步驟b:判斷計(jì)算變量i是否等于T，如果是，則結(jié)束所有操作；否則，進(jìn)入步驟c ； 步驟c:節(jié)點(diǎn)u將變量R增大1，并使用發(fā)射功率Pku以廣播方式發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDu, NEIulisJ，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 th ； 步驟d:判斷定時(shí)器th是否超時(shí)，若未超時(shí)，則進(jìn)入步驟e，否則，將變量i的值加I后返回步驟b; 步驟e:若節(jié)點(diǎn)u成功接收到來自節(jié)點(diǎn)V廣播的發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndm, IDv, NEIvlisJ且節(jié)點(diǎn)u尚不在節(jié)點(diǎn)V的相鄰節(jié)點(diǎn)列表NEIvlist中，則執(zhí)行步驟f，否則，進(jìn)入步驟g ； 步驟f:判斷節(jié)點(diǎn)V是否存在于節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中； 若節(jié)點(diǎn)V不存在于節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中: 將節(jié)點(diǎn)u對(duì)節(jié)點(diǎn)V的響應(yīng)次數(shù)COUv置為1，并將[IDV，COUJ加入Su中；接著節(jié)點(diǎn)u使用發(fā)射功率Pku向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送響應(yīng)消息包[TYPE_ IDv, IDu, COUJ ； 否則，若節(jié)點(diǎn)V已存在接收節(jié)點(diǎn)u的接收數(shù)據(jù)集Su中: 將節(jié)點(diǎn)u對(duì)節(jié)點(diǎn)V的響應(yīng)次數(shù)COUv增大I ;接著節(jié)點(diǎn)u使用發(fā)射功率pku向節(jié)點(diǎn)V發(fā)送響應(yīng)消息包[TYPEnrm, IDv, IDu, COUJ ； COUv是一個(gè)記錄響應(yīng)次數(shù)的變量,下標(biāo)V表示被響應(yīng)的對(duì)象，指節(jié)點(diǎn)U對(duì)節(jié)點(diǎn)V發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的響應(yīng)次數(shù)；` 步驟g:若節(jié)點(diǎn)u成功收到來自節(jié)點(diǎn)V發(fā)送的鄰居響應(yīng)消息包[TYPEnrm, IDu, IDv, COUJ，則將鏈路權(quán)值變量賦值為R-C0UU+1，并將鏈路[U，V, Ru；v；k]和節(jié)點(diǎn)V分別加入到數(shù)據(jù)集TABku和 NEIulist 中； 其中，所述發(fā)現(xiàn)消息包[TYPEndffl, IDu, NEIulisJ中三個(gè)字段的含義分別是包類型為發(fā)現(xiàn)消息包、發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)已知的相鄰節(jié)點(diǎn)列表； 所述響應(yīng)消息包[TYPEmm，IDu, IDv, COUJ中四個(gè)字段的含義分別是包類型為響應(yīng)消息包、接收節(jié)點(diǎn)U標(biāo)識(shí)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)V標(biāo)識(shí)、節(jié)點(diǎn)V對(duì)節(jié)點(diǎn)U發(fā)送的同一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息包的響應(yīng)次數(shù)，其中被響應(yīng)對(duì)象為節(jié)點(diǎn)U。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無線有損網(wǎng)絡(luò)降低構(gòu)建開銷的拓?fù)淇刂品椒ǎ涮卣髟谟?，所述步驟3中更改節(jié)點(diǎn)u的發(fā)射功率廣播探測包的更改方法包括以下三種: 1)逐級(jí)更改發(fā)射功率廣播探測包: 從最低發(fā)射功率開始廣播探測包,往后每次增加一級(jí)發(fā)射功率； 2)加倍更改發(fā)射功率廣播探測包: 首先從最低發(fā)射功率開始廣播探測包，往后以前一次發(fā)射功率的兩倍廣播探測包，當(dāng)發(fā)射功率到達(dá)設(shè)定的閾值時(shí)，接著逐級(jí)增加發(fā)射功率廣播探測包； 所述閾值為發(fā)射功率的中間等級(jí)發(fā)射功率； 3)折半更改發(fā)射功率廣播探測包: 首先，從節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率等級(jí)范圍的中間級(jí)別發(fā)射功率開始廣播探測包，若每條鏈路滿足預(yù)定約束條件，則尋找是否存在更小的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率，如果不存在，則以前一個(gè)滿足預(yù)定約束條件下的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率作為待確定的節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率；否則，則繼續(xù)在高一半的搜索范圍內(nèi)以相同的方式折半搜索；所述預(yù)定約束是指，對(duì)每條鏈路，其替代路徑上鏈路權(quán)值之和都小于或等于該鏈路的鏈路權(quán)值的t倍，t是指伸展因子。`
【文檔編號(hào)】H04W28/16GK103826266SQ201410114402
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】桂勁松 申請(qǐng)人:中南大學(xué)