空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】對(duì)于隨機(jī)部署的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，由于部分節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障、能源耗盡而失效，會(huì)形成覆蓋“空洞”，而覆蓋空洞的存在將導(dǎo)致路由失效。因此本發(fā)明提供了一種空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸方法、裝置及系統(tǒng)，本方法首先將轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)周圍的失效節(jié)點(diǎn)從鄰居節(jié)點(diǎn)列表中刪除，由通訊良好節(jié)點(diǎn)組成鄰居節(jié)點(diǎn)集合，在其中選擇空洞概率最小的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。由于選取了鄰居節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)空洞概率最小的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)，也就盡最大可能保護(hù)中繼節(jié)點(diǎn)不遇到路由空洞，進(jìn)而提高了源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包至目的節(jié)點(diǎn)的到達(dá)率。
【專利說明】空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸方法、裝置及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其涉及一種空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種許多具有路由功能的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的分布式無線多跳網(wǎng)絡(luò)。它不依賴于預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施而臨時(shí)組建，網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)利用自身的無線收發(fā)設(shè)備交換信息，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)相互之間不在彼此的通訊范圍內(nèi)時(shí)，可以借助其它中間節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)多跳通信。移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)面臨的關(guān)鍵問題之一就是路由問題，即如何在眾多節(jié)點(diǎn)中合理高效地分配無線資源，并在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間建立穩(wěn)定有效的路由，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包由源節(jié)點(diǎn)傳送至目的節(jié)點(diǎn)的目的。
[0003]隨著定位技術(shù)的發(fā)展，節(jié)點(diǎn)可以方便地獲得自己的地理位置信息，利用這些地理位置信息，可以改善移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由性能，因此移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中衍生出一類利用地理位置信息的路由方法，例如貪婪轉(zhuǎn)發(fā)路由方法。該方法是指節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)，從其鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)離目的節(jié)點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至該節(jié)點(diǎn)。理想情況下，重復(fù)這個(gè)過程，即可將數(shù)據(jù)包發(fā)送至目的節(jié)點(diǎn)。
[0004]但是在實(shí)際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，由于節(jié)點(diǎn)的不均勻部署、部分節(jié)點(diǎn)因?yàn)楣收稀⒛茉春谋M而失效等原因，會(huì)導(dǎo)致接收到數(shù)據(jù)包的某一中間節(jié)點(diǎn)在其鄰居節(jié)點(diǎn)中找不到比該中間節(jié)點(diǎn)離目的節(jié)點(diǎn)更近的節(jié)點(diǎn)作為下一跳時(shí)，該中間節(jié)點(diǎn)將選擇自己作為數(shù)據(jù)包的下一跳，這樣數(shù)據(jù)包將不能到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。這個(gè)節(jié)點(diǎn)被稱為空洞節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)覆蓋的部分區(qū)域形成路由空洞。
[0005]因此現(xiàn)在需要一種方法能夠避免空洞區(qū)域，使數(shù)據(jù)包能夠由源節(jié)點(diǎn)發(fā)送至目的節(jié)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸方法，采用本方法能夠避免空洞區(qū)域，使數(shù)據(jù)能夠由源節(jié)點(diǎn)發(fā)送至目的節(jié)點(diǎn)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)手段:
[0008]一種空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸方法，包括:
[0009]向周圍多個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)廣播HELLO包；
[0010]若在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未接收到來自鄰居節(jié)點(diǎn)的HELLO包，則將該鄰居節(jié)點(diǎn)從目標(biāo)鄰居節(jié)點(diǎn)列表中刪除；
[0011]依據(jù)所述鄰居節(jié)點(diǎn)列表形成鄰居節(jié)點(diǎn)集合；
[0012]計(jì)算所述鄰居節(jié)點(diǎn)集合中每個(gè)節(jié)點(diǎn)為空洞節(jié)點(diǎn)的空洞概率；
[0013]選擇空洞概率最小的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。
[0014]空洞概率的計(jì)算方式包括:[0015]采用公式
【權(quán)利要求】
1.一種空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括: 向周圍多個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)廣播HELLO包； 若在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未接收到來自鄰居節(jié)點(diǎn)的HELLO包，則將該鄰居節(jié)點(diǎn)從鄰居節(jié)點(diǎn)列表中刪除； 依據(jù)所述鄰居節(jié)點(diǎn)列表形成鄰居節(jié)點(diǎn)集合； 計(jì)算所述鄰居節(jié)點(diǎn)集合中每個(gè)節(jié)點(diǎn)為空洞節(jié)點(diǎn)的空洞概率； 選擇空洞概率最小的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，空洞概率的計(jì)算方式包括: 米用公式
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 計(jì)算所述鄰居節(jié)點(diǎn)集合中每個(gè)節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的距離，將此距離與空洞概率的結(jié)合值最小時(shí)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將節(jié)點(diǎn)間的距離與空洞概率的結(jié)合包括: 所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的距離與所述空洞概率的乘積值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)預(yù)先通過GPS或LBS(基于位置的服務(wù)Location Based Service, LBS)獲取。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個(gè)節(jié)點(diǎn)周圍包括的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)不確定。
7.—種空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，包括: 廣播單元，用于向周圍多個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)廣播HELLO包； 處理單元，用于若在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未接收到來自鄰居節(jié)點(diǎn)的HELLO包，則將該鄰居節(jié)點(diǎn)從目標(biāo)鄰居節(jié)點(diǎn)列表中刪除； 集合形成單元，用于依據(jù)所述目標(biāo)鄰居節(jié)點(diǎn)列表形成鄰居節(jié)點(diǎn)集合； 概率計(jì)算單元，用于計(jì)算所述目標(biāo)鄰居節(jié)點(diǎn)集合中每個(gè)節(jié)點(diǎn)為空洞節(jié)點(diǎn)的空洞概率； 選擇單元，用于選擇空洞概率最小的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括: 距離計(jì)算單元，計(jì)算所述鄰居節(jié)點(diǎn)集合中每個(gè)節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的目的距離； 選擇單元，還用于取節(jié)點(diǎn)間的距離與空洞概率的結(jié)合值最小時(shí)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)作為下一跳節(jié)點(diǎn)。
9.一種空洞避免的多跳數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括: 源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)； 其中，所述源節(jié)點(diǎn)和所述中間節(jié)點(diǎn)按照如權(quán)利要求1所述的方法選擇下一跳節(jié)點(diǎn)，直到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述源節(jié)點(diǎn)包括如權(quán)利要求7或8所述的裝置，所述中間節(jié)點(diǎn)包括如權(quán)利要求7或8所述的裝置。
【文檔編號(hào)】H04W40/32GK103945413SQ201410155497
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】張書奎, 王麗珍, 朱巧明, 賈俊鋮, 張宏斌 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)