CN109673035B - 一种适于无线自组织网络的路由建立与维护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线自组织网络的路由建立方法与维护方法，包括如下步骤：自组网中每个节点周期性发送广播报文；节点收到其邻居节点的广播报文之后，新增或更新本地的邻居节点管理信息；每隔特定周期根据本地节点管理信息计算到一跳邻居节点的路由TQ；保存或更新本节点到邻居节点的路由信息；广播本地路由信息表；节点收到邻居节点的路由信息报文之后，结合本地的路由信息表建立或更新维护源节点到两跳及以外节点的路由。本发明方法综合考虑了无线信号质量、节点的电量信息、包收发情况、跳数，使得路由选择时能尽量选择信号质量优、节点电量充足、链路情况较稳定、跳数较少的路径进行数据传输，实现具有较高效率、稳定、实时的路由选择。

Description

一种适于无线自组织网络的路由建立与维护方法
技术领域
本发明属于路由信息的传输和处理方法，具体涉及一种适于无线自组织网络的路由建立与维护方法。
背景技术
无线自组织网络(Ad Hoc网络)是一种由多个无线通信设备(简称“节点”)组成的分布式网络，具有无中心、动态拓扑变化、能自我组织、多跳路由等特点，其建网灵活便捷，抗毁性强。网络中每个节点能和其他节点进行通信，由于节点的无线信号覆盖范围有限，在范围内的节点间可以彼此直接通信，而覆盖范围之外的节点通信则需要通过中间节点来转发完成，因此无线自组织网络中每个节点还需要承担路由的功能。
由于该网络中节点具有随机移动、开关机等特性，导致网络拓扑结构动态变化，且无线通信链路也易受干扰、距离等因素影响，因此网络中的路由选择和更新也需要根据这些因素变化来动态调整，确保网络能够正常工作；无线自组织网络通常使用无线传输技术作为通信手段，无线信道物理特性、信号衰减及干扰等就制约了整个网络带宽，比有线信号带宽要小；同时节点需要轻便携带，因此一般使用电池供电，且节点的处理器性能和内存大小易受限，需要考虑到功耗、无线带宽资源等因素，所以对自组织网络节点路由功能的处理也不能太过复杂。
现有的无线自组织网络中采用的路由方式主要有：反应式路由技术，比较具有代表性的是AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)；先验式路由技术，比较具有代表性的是BATMAN(Better Approach To Mobile Ad-hoc Networking)。其中，反应式路由技术如果在源节点发送数据时没有到达目的节点的路由，则需要等待到路由发现之后才能发送出去，因此会引起一定的延时，实时性达不到一定的要求；先验式路由技术其周期性的广播探测包对于无线自组织网络来说仍需要占用部分带宽资源，对于像BATMAN这样的路由技术，路由的选择也是由链路权重决定的，而该权重对链路的无线信号质量、节点本身的电量消耗等没有充分考虑，一旦某个关键节点被持续选择为中继路由节点，外部快速变化的无线信号质量会因为链路权重更新不及时而引起数据传输的不稳定性，或者节点持续进行业务传输而电量消耗殆尽，网络可能无法正常通信。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于无线自组织网络的路由建立与维护方法。在针对链路质量的周期性探测方面进行优化，减少探测包的发送，节省无线宽带资源；同时将无线信号质量、节点的电余量、探测包数量、链路对称性、节点跳数结合到链路权重计算中，更加全面且实时的评估更新链路权重，提高路由选择的可靠性。
本发明的目的是这样实现的，包括如下步骤：
自组织网络中每个节点周期性发送广播报文，所述广播报文包括本节点的IP地址，MAC地址，本节点、邻居节点和两跳节点占用的时隙位置信息，回环标识，电量等级信息；
当节点收到其邻居节点的广播报文之后，根据报文中相关信息新增或更新本地的节点管理信息；所述的节点管理信息包括本节点的邻居节点的IP地址、MAC地址、跳数、无线信号质量SNR、回环探测计数器echoNum、电量等级Bl、链路权重和信息生存时间TTL。
每隔路由间隔ROUTE_INTERVAL周期根据各个节点中存储的节点管理信息中相关邻居节点的信息，计算对应的包收发正确率、归一化的SNR，最终结合节点电量等级信息，计算本节点到邻居节点的链路权重TQ；
根据节点管理信息中邻居节点的信息及对应的TQ，构建源节点到邻居节点的路由信息并保存或更新到本地的路由信息表中；对于本地节点管理信息中信息生存时间TTL耗尽的邻居节点信息删除，同时将对应的路由信息表中到该邻居节点的路由也删除；
将源节点本地的路由信息表以广播形式发送出去；
当节点接收到邻居节点的路由信息报文之后，将报文中邻居节点的路由信息与本地的路由信息表内容进行合并，建立或更新源节点到两跳及以外的节点的路由并保存到本地路由信息表中。
具体地，根据该周期内源节点对其各邻居节点的回环探测计数器，计算环路探测的包收发正确率echoRate；分别对本地节点管理信息中各邻居节点的SNR做归一化处理；再根据环路探测包的收发正确率、归一化后的SNR、电量等级计算源节点到每个邻居节点的链路权重TQ；
进一步的，通过以下步骤填写广播报文中回环标识和电量等级信息：
每一次的广播报文发送前，判断最近一个周期内接收到的邻居节点广播报文，对于接收到的邻居节点将本地待发送的广播报文中对应邻居节点的回环标识置1。
根据节点的剩余电量，从下表获取对应索引值作为电量等级信息(Batterylevel，Bl)：
Figure GDA0002489492620000031
Figure GDA0002489492620000041
进一步的，所述的新增或更新本地的节点管理信息包括以下步骤，当节点接收到其邻居节点的广播报文之后，判断是否第一次接收该广播报文：
如果是，则将报文中邻居节点的IP地址、MAC地址、电量等级信息及针对该广播报文所检测到的信噪比(SNR)直接存到本地的节点管理信息中，对该邻居节点跳数置为1跳，该邻居节点的信息生存时间TTL(Time to Live)设置为最大值、回环探测计数器echoNum初始化；
如果不是，则将报文中邻居节点的电量等级信息更新到本地的节点管理信息中，将针对该广播报文所检测到的SNR和本地节点管理信息中的SNR进行加权平均平滑后保存到本地节点管理信息中，并重置信息生存时间TTL为最大值；若广播报文中有源节点对应的回环标识为1，还将本地节点管理信息中该邻居节点的回环探测计数器echoNum累加1。
通过以下步骤获取和平滑接收到的广播报文的SNR：
节点设备的物理层检测该广播报文的SNR并上报；
对于非第一次接收的邻居节点广播报文，对SNR进行加权平均，按如下方式平滑处理：
SNRlocal_now＝SNRlocal_pre×α+SNRrecv×β；
其中SNRlocal_pre为节点管理信息中原保存的邻居节点SNR值，SNRrecv为本次接收到的SNR值，SNRlocal_now为加权平滑后的SNR值，α和β为加权因子，α+β＝1且α，β>0。
进一步的，ROUTE_INTERVAL周期一般为广播报文周期的整数倍，记为N。
进一步的，环路探测包的收发正确率echoRate的计算公式为：
echoRate＝(echoNum/N)×100％
进一步的，邻居节点SNR归一化处理的计算公式为：
SNRnormal＝(SNRlocal-SNRmin)/(SNRmax-SNRmin)；
如果SNRlocal<SNRmin，则SNRlocal＝SNRmin；
如果SNRlocal>SNRmax，则SNRlocal＝SNRmax；
SNRlocal为邻居节点管理信息中的SNR值，SNRnormal为归一化后的结果，SNRmin为实际SNR的最小值，SNRmax为实际SNR的最大值。
进一步的，链路权重TQ的计算公式为：
TQ＝echoRate×(1-(1-SNRnormal)3)×(Bl/Blmax)；
其中，Blmax为电量等级信息最大索引值。
进一步的，本地的路由信息表主要包括“目的IP地址、最佳下一跳节点、跳数、TQ”，邻居节点路由构建过程如下：
如果路由信息表中不存在到某个邻居节点的路由信息，则需要建立路由，将节点管理信息中该邻居节点的IP地址复制到路由信息表中目的IP地址，最佳下一跳节点即为邻居节点，跳数为1跳，同时将S3步骤中TQ结果保存；
如果路由信息表中存在到某个邻居节点的路由信息，则需要更新维护：
如果最佳下一跳节点就是该邻居节点，则只需要更新TQ；
如果最佳下一跳节点不是该邻居节点，则比较原路由表中TQold和最新计算出的TQnew，满足下列计算式则选用新的路由，最佳下一跳修改为邻居节点，跳数改为1,并更新TQ，否则路由信息不变；
TQnew×Physter＞TQold；Physter为迟滞参数，范围0<Physter≤1；
进一步的，通过以下步骤建立或更新源节点到两跳及以外的节点的路由：
以邻居节点的路由信息报文内每一条路由中“目的IP地址”为索引搜索本地路由信息表，如果该“目的IP地址”为本节点，则跳到下一条路由信息；
如果没有搜索到，则添加到该目的IP地址节点的路由到本地路由信息表中，表中目的IP为该“目的IP地址”，最佳下一跳节点填写为邻居节点，跳数在邻居节点到该目的节点路由跳数的基础上增加1跳，链路权重TQ为本节点到邻居节点的链路权重与邻居节点路由信息报文中邻居节点到该目的节点的链路权重的乘积；
如果搜索到，则对本节点到邻居节点的链路权重与邻居节点路由信息报文中邻居节点到该目的IP地址节点的链路权重进行乘积运算，得出最新的链路权重TQnew跟路由表中老的TQold比较：
如果TQnew×Physter＞TQold，则选用新的路由，最佳下一跳节点填写为邻居节点，跳数在邻居节点到该目的节点路由跳数的基础上增加1跳，TQ更新为TQnew；
若TQ值相同，则在邻居节点路由报文中该路由内跳数加1后跟本地路由信息中对应路由的跳数做比较，选用跳数最小的路由；
若是同一路由则只需要更新TQ值；
以本地路由信息表内每一条路由中“目的IP地址”为索引搜索邻居节点的路由信息报文中路由信息表，如果该“目的IP地址”是邻居节点，则跳到下一条路由信息；
如果没有搜索到，则需要在本地路由信息表中删除该条到达该目的IP地址节点的路由，如果搜索到，则不需要处理。
相比于现有技术，本发明具有以下技术效果：通过把无线信号质量SNR、节点电量等级、探测包收发正确率、链路对称性、节点跳数结合到链路权重计算中；同时把计算过程中所需的因素：无线信号质量SNR、节点电量等级、探测包收发数等结合到***的广播信息报文，减少单独探测报文的发送，节省无线宽带资源，且系列参数的实时性更新也高；将节点电余量进行区间划分并作为TQ的因素之一，避免某些节点被持续作为路由中继节点而加快电量的消耗，避免网络波动；在路由选择时，加入迟滞参数避免乒乓切换，且考虑跳数等因素，综合各方面因素进行路由选择且复杂度不高。
附图说明
图1是本发明的路由建立与维护方法的流程示意图
图2是本发明实施例中方法的具体流程图；
图3是本发明实施例中广播报文格式示意图；
图4是本发明实施例中本地的节点管理信息格式示意图；
图5是本发明实施例中本地的路由信息表格式示意图；
图6是本发明实施例中路由广播报文格式示意图；
图7是本发明实施例中多跳下TQ计算示意图。
图中：S1～S6-路由建立与维护方法的流程步骤。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明中所述的适于无线自组织网络的路由建立与维护方法，对应的***主要采用时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)技术，整个网络所有节点具有统一的时间，最小时间单位为时隙。该***主要把时间序列分成不重叠的超帧(SupFrame)，序号依次递增并循环使用：0，1，…，Nsf-1，每超帧长度为Tsf；然后每个超帧内再细分成多个时帧(Frame)，帧数目定义为Nf，每帧长度为Tf；每个帧进一步细分为多个时隙(Slot)组成，时隙数目定义为Nslot，每个时隙长度为Tslot。每个超帧的第1个时帧为控制帧，控制帧内部时隙为控制时隙，主要用于各节点发送广播信息，广播内容包括节点的IP地址、MAC地址、网络ID、自己占用的时隙位置、邻居节点和两跳节点占用的时隙位置信息、回环标识、电量等信息。每个超帧的第2个时帧开始为数据帧，数据帧内部时隙为数据时隙，分配给不同的节点用于数据业务的传输。
控制时隙的广播信息作用主要用于告知邻居节点本身的存在及状态、自己占用的发送时隙、邻居节点和两跳节点占用的发送时隙、时间对齐以及用于路由所需的环路探测参数。整个自组织网络***内的节点，通过周期性的控制帧发送广播信息，相互获取邻居节点的信息来构建整个网络拓扑。在已构建好的整个自组织网络***中需要建立和维护相关的路由，才能支持节点之间的业务通信。所以在本发明方法中，将对计算无线链路质量所需要的信息结合到广播信息中一起发送，减少探测包的单独发送次数，降低对无线宽带资源的占用。
如图1所示，本发明中无线自组织网络路由建立方法的流程图，虽然流程图中每一步操作被描述成顺序的处理，但其中许多操作可以并行、并发或同时实施。图2是本发明实施例中的具体流程图，显然，所描述的实施例为本发明一部分实施例，而不是全部实施例。
本发明的一种适于无线自组织网络的路由建立与维护方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：自组织网络中每个节点周期性发送广播报文，所述广播报文格式如图3所示，包括报文类型、报文ID、源节点的IP地址、MAC地址、自己及两跳内节点占用的时隙位置信息、回环标识、电量等级信息；
其中，报文类型指定为广播报文包；报文ID是节点自身维护的一个递增序列号，每发送一次累加1；源节点IP地址、MAC地址是本节点自身分配的IP和MAC地址，具有唯一性，他们可以和报文ID一起标识节点发送的每一个广播报文，具有不重复性；时隙信息，是本节点及周围两跳内节点的发送时隙占用情况，不同的时隙分配给不同的节点使用，避免数据收发冲突；Bl标识本节点的电量等级；回环标识表示在上一个周期内源节点是否接收到邻居节点的广播报文信息，接收到了就结合时隙信息把对应的邻居节点回环标识置1，每次发送完广播报文后初始化为0；根据节点的剩余电量，从下表获取对应索引值作为电量等级信息(Battery level，Bl)：
电量(％) 0 1～10 11～20 21～30 31～40 41～60 61～80 81～100
索引值 0 1 2 3 4 5 6 7
之所以将电量划分为8个等级，对应8个索引值，是为了在传输数据的过程中，能够减少数据的传输量，提高传输效率。
广播报文可用于告知邻居节点本身的存在及状态、自己占用的发送时隙、邻居节点和两跳节点占用的发送时隙、时间同步以及用于路由所需的环路探测等。
S2：节点收到其邻居节点的广播报文之后，根据报文中相关信息新增或更新本地的节点管理信息；所述的节点管理信息包括本节点的邻居节点的IP地址、MAC地址、跳数、无线信号质量SNR、回环探测计数器echoNum、电量等级Bl、链路权重和TTL。
当节点接收到邻居节点的广播报文之后，以报文中“源节点IP地址”为索引在本节点管理信息中查找该邻居节点信息。对于本地的节点管理信息结构，内容如图4所示。
如果没有查到该邻居节点的信息，则判断为第一次接收该广播报文，将报文中节点的IP地址、MAC地址、电量等级信息及本节点针对该广播报文所检测到的信噪比(SNR)直接存到本地的节点管理信息中，对该邻居节点跳数置为1跳，该邻居节点的信息生存时间TTL(Time to Live)设置为最大值、回环探测计数器echoNum初始化为0，TQ初始化为0；
如果查找到了该邻居节点的信息，则判断为不是第一次接收该广播报文，进行信息参数的更新：从广播报文中获取最新的Bl更新到该节点信息中；如果接收的广播报文中对应自己的回环标识为1，则把回环探测计数器echoNum累计1，说明在上一个超帧周期内自己发送的广播信息被该邻居节点正确接收，该无线链路收发通畅，否则echoNum不变；TTL重置为最大值；将针对该广播报文所检测到的SNR和本地节点管理信息中的SNR进行加权平均平滑后保存到本地节点管理信息中；
SNR按如下公式进行平滑更新：
SNRlocal_now＝SNRlocal_pre×α+SNRrecv×β
本实施例中，所述的TTL最大值为3个广播报文发送周期，所述的α和β分别为0.75和0.25。
S3：每隔ROUTE_INTERVAL周期根据各个节点中存储的节点管理信息中相关邻居节点的信息，计算对应的包收发正确率、归一化的SNR，最终结合节点电量等级信息，计算本节点到邻居节点的链路权重TQ；
根据该ROUTE_INTERVAL周期内统计到的回环探测计算器echoNum计算该探测包的收发正确率echoRate，本实施例中，所述的ROUTE_INTERVAL周期为5个广播报文发送周期，所述的N即为5。则echoRate的计算公式如下：
echoRate＝(echoNum/N)×100％
对邻居节点管理信息中的SNR做归一化处理，公式如下：
SNRnormal＝(SNRlocal-SNRmin)/(SNRmax-SNRmin)；
如果SNRlocal<SNRmin，则SNRlocal＝SNRmin；
如果SNRlocal>SNRmax，则SNRlocal＝SNRmax；
SNRnormal为归一化后的结果，SNRmin为实际SNR的最小值，SNRmax为实际SNR的最大值，本实施例中SNRmin和SNRmax分别为-16和32。
根据环路探测包的收发正确率、归一化后的SNR、电量等级计算源节点到每个邻居节点的链路权重TQ，计算公式如下：
TQ＝echoRate×(1-(1-SNRnormal)3)×(Bl/Blmax)；
上式中Blmax为电量等级信息最大索引值，本实施例中为7。
根据上式TQ的计算可知：包收发正确率越高则链路权重结果越大；无线信号质量SNR作为惩罚系数的引入，SNR越好则归一化之后接近于1，得到的链路权重也会越好；节点电量越充足，则电量等级越高，最终对链路权重的影响就越大，结合起来最终选择该邻居节点做最佳下一跳路由的概率就越大。
S4：每个节点的本地维护一张路由表，路由信息如图5所示，本步骤中，根据本地节点管理信息中邻居节点的信息及对应的TQ，构建到邻居节点的路由信息并保存或更新到本地的路由信息表中，以节点管理信息中“邻居节点IP地址”为索引在本节点路由信息表中查找该邻居节点信息：
如果没有查询到该邻居节点的路由信息，则需要建立路由，将节点管理信息中的邻居节点IP地址、TQ依次复制到路由信息表中目的节点IP地址、TQ，最佳下一跳节点即为邻居节点IP地址，跳数为1跳；
如果查询到该邻居节点的路由信息，则需要更新维护该路由，
若最佳下一跳节点就是该邻居节点，则只需要将节点管理信息中TQ更新到路由信息表；
若最佳下一跳节点不是该邻居节点，则比较原路由表中TQold和本地节点管理信息中的TQnew，满足TQnew×Physter＞TQold，Physter为迟滞参数，范围0<Physter≤1；时则选用新的路由，最佳下一跳修改为邻居节点，跳数改为1，并更新TQ，否则路由信息不变。
对于本地节点管理信息中TTL耗尽的邻居节点信息删除，同时将对应的路由信息表中到该邻居节点的路由也删除。
本实施例中路由信息表中最佳下一跳节点的描述不限于节点IP地址，只要能唯一标识节点且能用于区分报文属于哪个节点发送的信息字段都可以作为最佳下一跳节点的描述；为了避免无线信号质量不稳定，造成每一次路由更新时计算的TQ波动带来路由选择的乒乓切换，增加一个迟滞参数Physter，范围为(0，1]，优选的值为0.7。
S5：将源节点本地的路由信息表以广播形式发送出去，该路由广播报文的内容格式如图6所示。
S6：当节点接收到邻居节点的路由信息报文之后，将报文中邻居节点的路由信息与本地的路由信息表内容进行合并，建立或更新源节点到两跳及以外的节点的路由并保存到本地路由信息表中。如图7所示，本实施例中，假设A、B、C三个节点场景下B和A、C能直接连通，而A和C超出彼此的覆盖范围无法直接连通，则需要通过B节点进行路由中转。在ROUTE_INTERVAL周期后，B节点已经建立起了发送到A、C节点的路由信息；C节点建立起了发送给B的路由信息；A节点建立起了发送给B的路由信息。此时每个节点将本地的路由信息进行广播，B广播出去的路由信息能被A和C收到，如A收到B节点路由信息后，发现B节点路由信息中有B到C的路由，则结合A本地到B的路由信息来计算A到C的路由：TQAC＝TQAB×TQBC。如果A节点还能收到除B节点之外其他的邻居节点(*)路由信息且其中包含有到C节点的路由，则同样来计算TQAC＝TQA*×TQ*C，最终根据最好的一个TQ值来选择该节点作为A节点发送数据给C节点时的最佳下一跳节点，且跳数需要在对应接收路由信息的节点上增加一跳。具体实施步骤如下：
以邻居节点的路由信息报文内每一条路由中“目的节点IP地址”为索引搜索本地路由信息表，如果该“目的节点IP地址”为本节点，则跳到下一条路由信息；
如果没有搜索到，则添加到该目的节点IP地址节点的路由到本地路由信息表中，表中目的IP为该“目的节点IP地址”，最佳下一跳节点填写为邻居节点，跳数在邻居节点到该目的节点路由跳数的基础上增加1跳，链路权重TQ为本节点到邻居节点的链路权重与邻居节点路由信息报文中邻居节点到该目的节点的链路权重的乘积；
如果搜索到，则对本节点到邻居节点的链路权重与邻居节点路由信息报文中邻居节点到该目的IP地址节点的链路权重进行乘积运算，得出最新的链路权重TQnew跟路由表中老的TQold比较：
如果TQnew×Physter＞TQold，则选用新的路由，最佳下一跳节点填写为邻居节点，跳数在邻居节点到该目的节点路由跳数的基础上增加1跳，TQ更新为TQnew；若TQ值相同，则在邻居节点路由报文中该路由内跳数加1后跟本地路由信息中对应路由的跳数做比较，选用跳数最小的路由；若是同一路由则只需要更新TQ值；
以本地路由信息表内每一条路由中“目的节点IP地址”为索引搜索邻居节点的路由信息报文中路由信息表，如果该“目的节点IP地址”是邻居节点，则跳到下一条路由信息；
如果没有搜索到，则需要在本地路由信息表中删除该条到达该目的IP地址节点的路由，如果搜索到，则不需要处理。
本发明工作原理和工作过程：
通过上述适于无线自组织网络的路由建立与维护方法，可以使自组织网络运行过程中的稳定性和业务吞吐性能有一定的保证提升，本发明通过综合考虑空口无线信号质量、节点的电量信息、空口探测包收发情况、跳数的情况下来计算节点之间的链路权重TQ，并用其表达链路的传输质量情况，并将相关参数合并入***的广播信息报文，减少单独探测包的发送，使得自组织网络路由选择时能尽量选择信号质量优、节点电量充足、链路情况较稳定、跳数较少的路径进行数据传输，实现具有较高效率、稳定、实时的路由选择。

Claims (10)

1.一种适于无线自组织网络的路由建立与维护方法，其特征在于，包括如下步骤：
自组织网络中每个节点周期性发送广播报文，所述的广播报文包括本节点的IP地址，MAC地址，本节点、邻居节点和两跳节点占用的时隙位置信息，回环标识和电量等级信息；
节点收到其邻居节点的广播报文之后，根据报文中相关信息新增或更新本地的节点管理信息，所述的节点管理信息包括本节点的邻居节点的IP地址、MAC地址、跳数、无线信号质量SNR、回环探测计数器echoNum、电量等级Bl、链路权重和信息生存时间TTL；
每隔路由间隔ROUTE_INTERVAL周期根据各个节点中存储的节点管理信息中相关邻居节点的信息，计算对应环路探测的包收发正确率、归一化的SNR，最终结合节点电量等级信息，计算本节点到邻居节点的链路权重TQ；
根据节点管理信息中邻居节点的信息及对应的TQ，构建本节点到邻居节点的路由信息并保存或更新到本地的路由信息表中；对于节点管理信息中信息生存时间TTL耗尽的邻居节点，将其信息删除，同时将对应的路由信息表中到该邻居节点的路由也删除；
将各个节点本地的路由信息表以广播形式发送出去；
节点接收到邻居节点的路由信息报文之后，将报文中邻居节点的路由信息表与本地的路由信息表内容进行合并，建立或更新本节点到两跳及以外的节点的路由并保存到本地的路由信息表中。
2.根据权利要求1所述的路由建立与维护方法，其特征在于，每次周期性广播报文发送前，判断最近一个周期内接收广播报文的情况，对于接收到报文的邻居节点将本地待发送的广播报文中对应邻居节点的回环标识置1；根据节点剩余电量做等级划分并映射到不同索引值，将索引值作为电量等级的标识。
3.根据权利要求2所述的路由建立与维护方法，其特征在于，所述的新增或更新本地的节点管理信息包括以下步骤，当节点接收到其邻居节点的广播报文之后，判断是否第一次接收该广播报文：
如果是，则将报文中邻居节点的IP地址、MAC地址、电量等级信息及针对该广播报文所检测到的信噪比SNR直接存到本地的节点管理信息中，对该邻居节点跳数置为1跳，该邻居节点的信息生存时间TTL设置为最大值、回环探测计数器echoNum初始化；
如果不是，则将报文中邻居节点的电量等级信息更新到本地的节点管理信息中，将针对该广播报文所检测到的SNR和本地节点管理信息中的SNR进行加权平均平滑后保存到本地节点管理信息中，并重置信息生存时间TTL为最大值；若广播报文中有源节点对应的回环标识为1，还将本地节点管理信息中该邻居节点的回环探测计数器echoNum累加1。
4.根据权利要求3所述的路由建立与维护方法，其特征在于，所述的加权平均平滑采用如下公式：
SNRlocal_now＝SNRlocal_pre×α+SNRrecv×β；
其中SNRlocal_pre为节点管理信息中原保存的邻居节点SNR值，SNRrecv为本次接收到的SNR值，SNRlocal_now为加权平滑后的SNR值，α和β为加权因子，α+β＝1且α，β>0。
5.根据权利要求1或4所述的路由建立与维护方法，其特征在于，环路探测包收发正确率echoRate的计算公式为：
echoRate＝(echoNum/N)×100％
其中，ROUTE_INTERVAL周期为广播报文周期的整数倍，记为N。
6.根据权利要求5所述的路由建立与维护方法，其特征在于，SNR归一化处理的计算公式为：
SNRnormal＝(SNRlocal-SNRmin)/(SNRmax-SNRmin)；
如果SNRlocal<SNRmin，则SNRlocal＝SNRmin；
如果SNRlocal>SNRmax，则SNRlocal＝SNRmax；
SNRlocal为邻居节点管理信息中的SNR值，SNRnormal为归一化后的结果，SNRmin为实际SNR的最小值，SNRmax为实际SNR的最大值。
7.根据权利要求6所述的路由建立与维护方法，其特征在于，链路权重TQ的计算公式为：
TQ＝echoRate×(1-(1-SNRnormal)3)×(Bl/Blmax)；
其中，Blmax为电量等级信息最大索引值。
8.根据权利要求6或7所述的路由建立与维护方法，其特征在于，本地的路由信息表主要包括目的IP地址、最佳下一跳节点、跳数和链路权重TQ，邻居节点路由构建过程如下：
如果路由信息表中不存在到某个邻居节点的路由信息，则需要建立路由，将节点管理信息中该邻居节点的IP地址复制到路由信息表中目的IP地址，最佳下一跳节点即为邻居节点，跳数为1跳，同时将链路权重TQ结果保存；
如果路由信息表中存在到某个邻居节点的路由信息，则需要更新维护：
如果最佳下一跳节点就是该邻居节点，则只需要更新TQ；
如果最佳下一跳节点不是该邻居节点，则比较原路由表中的链路权重TQold和最新计算的链路权重TQnew，满足下列条件：TQnew×Physter＞TQold，则选用新的路由，最佳下一跳修改为邻居节点，跳数改为1,并更新TQ，否则路由信息不变；
其中，Physter为迟滞参数，范围0<Physter≤1。
9.根据权利要求8所述的路由建立与维护方法，其特征在于，通过以下步骤建立或更新源节点到两跳及以外的节点的路由：
以邻居节点的路由信息报文内每一条路由中“目的IP地址”为索引搜索本地路由信息表，如果该“目的IP地址”为本节点，则跳到下一条路由信息；
如果没有搜索到，则添加到该目的IP地址节点的路由到本地路由信息表中，表中目的IP为该“目的IP地址”，最佳下一跳节点填写为邻居节点，跳数在邻居节点到该目的节点路由跳数的基础上增加1跳，链路权重TQ为本节点到邻居节点的链路权重与邻居节点路由信息报文中邻居节点到该目的节点的链路权重的乘积；
如果搜索到，则对本节点到邻居节点的链路权重与邻居节点路由信息报文中邻居节点到该目的IP地址节点的链路权重进行乘积运算，计算得出最新的链路权重TQnew跟原路由表中的链路权重TQold比较：
如果TQnew×Physter＞TQold，则选用新的路由，最佳下一跳节点填写为邻居节点，跳数在邻居节点到该目的节点路由跳数的基础上增加1跳，TQ更新为TQnew；
若TQ值相同，则在邻居节点路由报文中该路由内跳数加1后跟本地路由信息中对应路由的跳数做比较，选用跳数最小的路由；
若是同一路由则只需要更新TQ值；
以本地路由信息表内每一条路由中“目的IP地址”为索引搜索邻居节点的路由信息报文中路由信息表，如果该“目的IP地址”是邻居节点，则跳到下一条路由信息；
如果没有搜索到，则需要在本地路由信息表中删除该条到达该目的IP地址节点的路由，如果搜索到，则不需要处理。
10.根据权利要求2或9所述的路由建立与维护方法，其特征在于，节点剩余电量和索引值对应关系为，当电量为0％时，索引值为0，当电量为1％至10％时，索引值为1，当电量为11％至20％时，索引值为2，当电量为21％至30％时，索引值为3，当电量为31％至40％时，索引值为4，当电量为41％至60％时，索引值为5，当电量为61％至80％时，索引值为6，当电量为81％至100％时，索引值为7。
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