CN108092894A - 用于无线网络的路由方法及路由节点选择装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于无线网络的路由方法，包括：由数据宿节点发送广播消息，广播消息包括用于更新路由信息的信息；由一个或多个第二节点接收广播消息，并基于广播消息确定一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数；由数据源节点基于一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数，将数据源节点的近邻节点分类为第一类节点、第二类节点以及第三类节点；由数据源节点计算第一链路状况参数，当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点获取要发送数据的优先级；当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及由数据源节点向所选择的下一跳节点发送要发送数据。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种用于无线网络的路由方法及路由节点选择装置。
背景技术
随着无线通信，集成电路以及微电子***等技术的飞速发展和日益成熟，低成本、低功耗、多功能的微型传感器的大量生产成为可能。这些传感器在微小体积内通常集成了信息采集、数据处理、无线通信等多种功能。无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)就是由部署在监测区域内大量微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多条自组织网路***，它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输。它综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式处理技术等先进技术，能够协同地监测和感知网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传送给观察者。
由于无线传感器网络节点的发射功率和无线通信距离的限制，簇节点的覆盖范围是有限的，当节点与覆盖范围内的节点通信时，单跳可以实现彼此之间的相互通信；当节点要与该簇覆盖范围之外的其他节点进行通信时，就必须通过中间节点的多跳转发，所以无线传感器网络是一个多跳方式的网络，多跳是研究路由协议的基础，与固定的网络的多跳路由不同，无线传感器网络中的多跳路由由变通的网络节点完成，而不是由专用的路由设备完成。
为了提高无线传感器网络的QoS，现有技术提出了许多种路由节点选择方法，这些方法存在以下缺陷：选择下一跳节点时，没有考虑各个数据分组的优先级，导致所有数据分组得到的服务是相同的，这不能满足某些要求低延时的服务的需求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于无线网络的路由方法及路由节点选择装置，从而克服现有技术的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于无线网络的路由方法，该路由方法包括：由数据宿节点发送广播消息，其中，广播消息包括用于更新路由信息的信息；由一个或多个第二节点接收广播消息，并基于广播消息确定一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数；由数据源节点基于一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数，将数据源节点的近邻节点分类为第一类节点、第二类节点以及第三类节点；由数据源节点计算第一链路状况参数，当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点获取要发送数据的优先级；当要发送数据的优先级大于第二门限时，由数据源节点从第一类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及当要发送数据的优先级小于第二门限时，由数据源节点从第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及由数据源节点向所选择的下一跳节点发送要发送数据。
优选地，上述技术方案中，第一类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数比数据源节点到数据宿节点的跳数少一，第二类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数与数据源节点到数据宿节点的跳数相同，第三类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数比数据源节点到数据宿节点的跳数多一。
优选地，上述技术方案中，第一链路状况参数是由如下公式计算的：
其中，Ai表示某个数据分组到达数据宿节点的概率，es表示信道差错率，hn表示到达数据宿节点的跳数。
优选地，上述技术方案中，更新第一链路状况参数是由如下公式实现的：
其中，Ai表示某个数据分组到达数据宿节点的概率，es表示信道差错率，hn表示到达数据宿节点的跳数。
优选地，上述技术方案中，当第一链路状况参数大于近邻节点总数时，方法包括：当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点获取要发送数据的优先级；由数据源节点复制要发送数据，得到多个要发送数据；当要发送数据的优先级大于第二门限时，由数据源节点从第一类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及当要发送数据的优先级小于第二门限时，由数据源节点从第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点复制要发送数据，得到多个要发送数据；由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及由数据源节点向所选择的下一跳节点发送多个要发送数据。
本发明还提供了一种用于无线网络的路由节点选择装置，包括：用于发送广播消息的单元，其中，广播消息包括用于更新路由信息的信息；用于接收广播消息的单元，并基于广播消息确定一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数；用于基于一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数，将数据源节点的近邻节点分类为第一类节点、第二类节点以及第三类节点的单元；用于计算第一链路状况参数，当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作的单元：由数据源节点获取要发送数据的优先级；当要发送数据的优先级大于第二门限时，由数据源节点从第一类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及当要发送数据的优先级小于第二门限时，由数据源节点从第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；用于当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作的单元：由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及用于向所选择的下一跳节点发送要发送数据的单元。
优选地，上述技术方案中，第一类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数比数据源节点到数据宿节点的跳数少一，第二类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数与数据源节点到数据宿节点的跳数相同，第三类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数比数据源节点到数据宿节点的跳数多一。
优选地，上述技术方案中，第一链路状况参数是由如下公式计算的：
其中，Ai表示某个数据分组到达数据宿节点的概率，es表示信道差错率，hn表示到达数据宿节点的跳数。
优选地，上述技术方案中，更新第一链路状况参数是由如下公式实现的：
其中，Ai表示某个数据分组到达数据宿节点的概率，es表示信道差错率，hn表示到达数据宿节点的跳数。
优选地，上述技术方案中，路由节点选择装置还包括：用于当第一链路状况参数大于近邻节点总数时，执行以下操作的单元：当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点获取要发送数据的优先级；由数据源节点复制要发送数据，得到多个要发送数据；当要发送数据的优先级大于第二门限时，由数据源节点从第一类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及当要发送数据的优先级小于第二门限时，由数据源节点从第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点复制要发送数据，得到多个要发送数据；由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及由数据源节点向所选择的下一跳节点发送多个要发送数据。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、本发明考虑了数据分组的优先级要求；2、在考虑每个优先级分组的情况下，还结合考虑了信道状况，在信道状况很差时，再基于优先级对不同数据分组做不同处理实际上已经没有意义，在这种情况下，为了能够降低***的运算负担，则不再依据优先级为各个分组选择优先级。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。本发明的墙体与保温层的具体制造方法是本领域公知的方法。各层胶黏剂层例如可以是环氧树脂胶黏剂。
实施例1
图1是根据本发明的实施例的方法示意图。如图所示，本发明的方法包括如下步骤：
步骤101：由数据宿节点发送广播消息，其中，广播消息包括用于更新路由信息的信息；
步骤102：由一个或多个第二节点接收广播消息，并基于广播消息确定一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数；
步骤103：由数据源节点基于一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数，将数据源节点的近邻节点分类为第一类节点、第二类节点以及第三类节点；
步骤104：由数据源节点计算第一链路状况参数，
步骤105：当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点获取要发送数据的优先级；当要发送数据的优先级大于第二门限时，由数据源节点从第一类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及当要发送数据的优先级小于第二门限时，由数据源节点从第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；
步骤106：当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及由数据源节点向所选择的下一跳节点发送要发送数据。
当然，为了最终成功选择路由路径，需要在由数据源节点向所选择的下一跳节点发送要发送数据之后，再次以所选择的下一跳节点作为源节点，再次执行步骤103-106。
实施例2
第一类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数比数据源节点到数据宿节点的跳数少一，第二类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数与数据源节点到数据宿节点的跳数相同，第三类节点中的每个节点到数据宿节点的跳数比数据源节点到数据宿节点的跳数多一。具体而言，在正常情况下，高优先级的数据分组会选择第一类节点，第一类节点距离汇聚节点距离更近，复合高优先级数据分组的QoS要求。
实施例3
第一链路状况参数是由如下公式计算的：
其中，Ai表示某个数据分组到达数据宿节点的概率，es表示信道差错率，hn表示到达数据宿节点的跳数。具体而言，Ai也是一个与数据分组的优先级相关的参数，数据分组优先级越高，则数据分组到达汇聚节点的概率越大。
实施例4
更新第一链路状况参数是由如下公式实现的：
其中，Ai表示某个数据分组到达数据宿节点的概率，es表示信道差错率，hn表示到达数据宿节点的跳数。
实施例5
本发明还提供了一种用于无线网络的路由节点选择装置，装置包括：用于发送广播消息的单元，其中，广播消息包括用于更新路由信息的信息；用于接收广播消息的单元，并基于广播消息确定一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数；用于基于一个或多个第二节点到数据宿节点的跳数，将数据源节点的近邻节点分类为第一类节点、第二类节点以及第三类节点的单元；用于计算第一链路状况参数，当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作的单元：由数据源节点获取要发送数据的优先级；当要发送数据的优先级大于第二门限时，由数据源节点从第一类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及当要发送数据的优先级小于第二门限时，由数据源节点从第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；用于当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作的单元：由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及用于向所选择的下一跳节点发送要发送数据的单元。
实施例6
路由节点选择装置还包括：用于当第一链路状况参数大于近邻节点总数时，执行以下操作的单元：当第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点获取要发送数据的优先级；由数据源节点复制要发送数据，得到多个要发送数据；当要发送数据的优先级大于第二门限时，由数据源节点从第一类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及当要发送数据的优先级小于第二门限时，由数据源节点从第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；当第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：由数据源节点复制要发送数据，得到多个要发送数据；由数据源节点从近邻节点选择下一跳节点，并更新第一链路状况参数；以及由数据源节点向所选择的下一跳节点发送多个要发送数据。
实施例7
结合本发明描述的各种模块和电路可以用被设计为执行本发明所描述的功能的通用处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者分立门或晶体管逻辑电路、分立硬件组件或其任何组合来实现。通用处理器可以是微处理器，处理器可以是任何商业上可得到的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可以负责管理总线和一般处理，包括执行存储在机器可读介质上的软件。处理器可以用一个或多个通用和/或专用处理器实现。无论被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其他，软件应被宽泛地解释为意指指令、数据或其任何组合。作为示例，机器可读介质可以包括RAM、闪存、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、寄存器、磁盘、光盘或其任何组合。在硬件实现中，机器可读介质可以是与处理器分离的处理***的一部分。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种用于无线网络的路由方法，其特征在于，所述路由方法包括：
由数据宿节点发送广播消息，其中，所述广播消息包括用于更新路由信息的信息；
由一个或多个第二节点接收所述广播消息，并基于所述广播消息确定所述一个或多个第二节点到所述数据宿节点的跳数；
由数据源节点基于所述一个或多个第二节点到所述数据宿节点的跳数，将所述数据源节点的近邻节点分类为第一类节点、第二类节点以及第三类节点；
由所述数据源节点计算第一链路状况参数，当所述第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：
由所述数据源节点获取要发送数据的优先级；
当所述要发送数据的优先级大于第二门限时，由所述数据源节点从所述第一类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
当所述要发送数据的优先级小于第二门限时，由所述数据源节点从所述第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；
当所述第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：
由所述数据源节点从所述近邻节点选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
由所述数据源节点向所选择的下一跳节点发送所述要发送数据。
2.如权利要求1所述的路由方法，其特征在于，所述第一类节点中的每个节点到所述数据宿节点的跳数比所述数据源节点到所述数据宿节点的跳数少一，所述第二类节点中的每个节点到所述数据宿节点的跳数与所述数据源节点到所述数据宿节点的跳数相同，所述第三类节点中的每个节点到所述数据宿节点的跳数比所述数据源节点到所述数据宿节点的跳数多一。
3.如权利要求1所述的路由方法，其特征在于，所述第一链路状况参数是由如下公式计算的：
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其中，所述Ai表示某个数据分组到达所述数据宿节点的概率，所述es表示信道差错率，所述hn表示到达所述数据宿节点的跳数。
4.如权利要求1所述的路由方法，其特征在于，更新所述第一链路状况参数是由如下公式实现的：
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其中，所述Ai表示某个数据分组到达所述数据宿节点的概率，所述es表示信道差错率，所述hn表示到达所述数据宿节点的跳数。
5.如权利要求1所述的路由方法，其特征在于，当所述第一链路状况参数大于所述近邻节点总数时，所述方法包括：
当所述第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：
由所述数据源节点获取要发送数据的优先级；
由所述数据源节点复制所述要发送数据，得到多个要发送数据；
当所述要发送数据的优先级大于第二门限时，由所述数据源节点从所述第一类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
当所述要发送数据的优先级小于第二门限时，由所述数据源节点从所述第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；
当所述第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：
由所述数据源节点复制所述要发送数据，得到多个要发送数据；
由所述数据源节点从所述近邻节点选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
由所述数据源节点向所选择的下一跳节点发送所述多个要发送数据。
6.一种用于无线网络的路由节点选择装置，其特征在于，所述路由节点选择装置包括：
用于发送广播消息的单元，其中，所述广播消息包括用于更新路由信息的信息；
用于接收所述广播消息的单元，并基于所述广播消息确定所述一个或多个第二节点到所述数据宿节点的跳数；
用于基于所述一个或多个第二节点到所述数据宿节点的跳数，将所述数据源节点的近邻节点分类为第一类节点、第二类节点以及第三类节点的单元；
用于计算第一链路状况参数，当所述第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作的单元：
由所述数据源节点获取要发送数据的优先级；
当所述要发送数据的优先级大于第二门限时，由所述数据源节点从所述第一类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
当所述要发送数据的优先级小于第二门限时，由所述数据源节点从所述第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；
用于当所述第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作的单元：
由所述数据源节点从所述近邻节点选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
用于向所选择的下一跳节点发送所述要发送数据的单元。
7.如权利要求6所述的路由节点选择装置，其特征在于，所述第一类节点中的每个节点到所述数据宿节点的跳数比所述数据源节点到所述数据宿节点的跳数少一，所述第二类节点中的每个节点到所述数据宿节点的跳数与所述数据源节点到所述数据宿节点的跳数相同，所述第三类节点中的每个节点到所述数据宿节点的跳数比所述数据源节点到所述数据宿节点的跳数多一。
8.如权利要求6所述的路由节点选择装置，其特征在于，所述第一链路状况参数是由如下公式计算的：
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</mrow>
其中，所述Ai表示某个数据分组到达所述数据宿节点的概率，所述es表示信道差错率，所述hn表示到达所述数据宿节点的跳数。
9.如权利要求6所述的路由节点选择装置，其特征在于，更新所述第一链路状况参数是由如下公式实现的：
<mrow>
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</mrow>
其中，所述Ai表示某个数据分组到达所述数据宿节点的概率，所述es表示信道差错率，所述hn表示到达所述数据宿节点的跳数。
10.如权利要求6所述的路由节点选择装置，其特征在于，路由节点选择装置还包括：用于当所述第一链路状况参数大于所述近邻节点总数时，执行以下操作的单元：
当所述第一链路状况参数大于第一门限时，执行以下操作：
由所述数据源节点获取要发送数据的优先级；
由所述数据源节点复制所述要发送数据，得到多个要发送数据；
当所述要发送数据的优先级大于第二门限时，由所述数据源节点从所述第一类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
当所述要发送数据的优先级小于第二门限时，由所述数据源节点从所述第二类节点或第三类节点中选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；
当所述第一链路状况参数小于第一门限时，执行以下操作：
由所述数据源节点复制所述要发送数据，得到多个要发送数据；
由所述数据源节点从所述近邻节点选择下一跳节点，并更新所述第一链路状况参数；以及
由所述数据源节点向所选择的下一跳节点发送所述多个要发送数据。
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