專利名稱：無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的最大生存時(shí)間路由的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線自組織(ad hoc)網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及用于無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的最大生存時(shí)間路由技術(shù)。
背景技術(shù)：
無線自組織網(wǎng)絡(luò)，也被稱作為移動(dòng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)，所知道的包括一組用無線鏈路連接的節(jié)點(diǎn)。自組織網(wǎng)絡(luò)的典型例子是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在其中，節(jié)點(diǎn)是傳感器，用來收集環(huán)境數(shù)據(jù)并將信息發(fā)送到用于進(jìn)一步處理的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，或者用于向有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的基站。例如可以在諸如輔助營(yíng)救工作的災(zāi)難地區(qū)、用于礦物或者石油勘探的地區(qū)以及用于防務(wù)應(yīng)用的戰(zhàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)地方，采用這樣的網(wǎng)絡(luò)。
由于節(jié)點(diǎn)一般自由地隨機(jī)移動(dòng)，并且任意地自組織，所以自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涫莿?dòng)態(tài)的。因此，由節(jié)點(diǎn)的目前地理位置和其它環(huán)境條件以及節(jié)點(diǎn)擁有的無線收發(fā)器的特性，可以確定拓?fù)?。因此可以用表示網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的圖的“節(jié)點(diǎn)”和表示在節(jié)點(diǎn)之間鏈接的圖的“邊”將拓?fù)浔硎緸槿我鈭D。
在自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)一般試圖通過轉(zhuǎn)發(fā)分組在彼此之間通信。然而，由于作為自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的特性的有限傳輸范圍，一般需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)“跳”，以便一個(gè)節(jié)點(diǎn)和跨越該網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)。問題是要設(shè)計(jì)有效的路由協(xié)議來實(shí)現(xiàn)給定這樣一種通信環(huán)境的各種性能目標(biāo)。
大多數(shù)現(xiàn)存的用于無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議在面臨由移動(dòng)性或者其它環(huán)境變化導(dǎo)致改變拓?fù)鋾r(shí)，集中于找到并維持路由。典型的協(xié)議使用了基于跳計(jì)數(shù)、幾何距離或者發(fā)射功率的最短路徑方法。在最小化延遲和最大化吞吐量方面，前兩個(gè)是重要的。第三個(gè)目標(biāo)是無線自組織網(wǎng)絡(luò)特有的，并且因?yàn)橐话闼婕暗墓?jié)點(diǎn)具有有限的電源且無線通信要消耗該電源中的大部分，因而是重要的。
為了解決該問題，已經(jīng)開發(fā)了幾個(gè)功率獲知路由和拓?fù)淇刂品椒?。在這些方法的大多數(shù)中，目的在于最小化每分組所消耗的能量，以便將它傳遞到目的地。典型的方法是利用分布式最短路徑方法，其中，邊成本(edge cost)與在所涉及的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳輸分組所要求的功率有關(guān)。用此技術(shù)的問題是，在最小能量路徑上的節(jié)點(diǎn)很快地消耗功率，當(dāng)它們失敗時(shí)，影響網(wǎng)絡(luò)連接性。
更復(fù)雜的路由方法中的某些將成本和經(jīng)過具有低功率儲(chǔ)備(reserve)的節(jié)點(diǎn)的路由聯(lián)系起來。但是這最多依然是探索性的解決方案。
利用線性規(guī)劃的公式化(formulation)已經(jīng)被提出，其試圖更精確地捕捉功率消耗的問題，見J.H.Chang等人的“Routing for Maximum System Lifetime inWireless Ad-hoc Networks”，Proceedings of 37thAnnual Allerton Conference onCommunication，Control and Computing，September 1999；和J.H.Chang等人的“Energy Conserving Routing in Wireless Ad-hoc Networks”Proceedings of IEEEINFOCOM，pp.22-31，March 2000，它披露的內(nèi)容通過在此引用而合并。其思想是使路由的目標(biāo)是“網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間”最大化。正如所知，網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間是其中在沒有節(jié)點(diǎn)故障下網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的時(shí)間周期。這種最大化方法利用了用于近似地求解線性規(guī)劃的探索性方法。然而，這樣一種探索性方法在最惡劣情況的情形下，不可任意地執(zhí)行。
而且，在J.H.Chang等人的“Fast Approximation Algorithms for MaximumLifetime Routing in Wireless Ad-hoc Networks”，Lecture Notes in ComputerScienceNetworking 2000，vol.1815，pp.702-713，May 2000中，已經(jīng)提出了用于確定最大生存時(shí)間的中心方法，其披露的內(nèi)容通過在此引用而合并。這樣的中心方法是基于用于多物流(multicommodity flow)的Garg-Koenemann方法，正如在N.Garg等人的“Faster and Simpler Algorithm for Multicommodity Flow andOther Fractional Packing Problems”，Proceedings of 39thAnnual Symposium onFoundations of Computer Science，pp.300-309，November 1998中所述，它所披露的內(nèi)容通過在此引用而合并。
然而，該方法沒有解決與上面的線性規(guī)劃方法相關(guān)聯(lián)的所有性能缺陷。
因此，用于滿足與自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等相關(guān)聯(lián)的性能目標(biāo)的有效路由技術(shù)的需要仍然存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于滿足與自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等相關(guān)聯(lián)的性能目標(biāo)的有效路由技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)用于充分最大化網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，用于分布式網(wǎng)絡(luò)的分組路由技術(shù)包括下面的步驟/操作。維持用于存儲(chǔ)分組的隊(duì)列，其中至少一個(gè)隊(duì)列與存在于所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路相關(guān)聯(lián)，并且隊(duì)列具有與其相關(guān)聯(lián)的高度。接著基于在鄰居節(jié)點(diǎn)處的隊(duì)列高度為存儲(chǔ)在所述隊(duì)列中的一個(gè)或者多個(gè)分組確定路由，使得與所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的能量約束被基本上最大化。如所述，分布式網(wǎng)絡(luò)最好是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，其中所述節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路通信。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度大于鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度時(shí)，可以將一個(gè)或者多個(gè)分組通過鏈路從節(jié)點(diǎn)隊(duì)列發(fā)送到鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列。而且，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度小于鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度時(shí)，可以在節(jié)點(diǎn)隊(duì)列中通過鏈路從鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列接收一個(gè)或者多個(gè)分組。
節(jié)點(diǎn)可以從至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)接收廣播信息，與至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)隊(duì)列的高度有關(guān)。而且，節(jié)點(diǎn)可以將信息廣播給至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)，與所述節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)隊(duì)列的高度相關(guān)。
可以在多輪中向/從節(jié)點(diǎn)路由分組，使得吞吐量要求基本被滿足，同時(shí)基本上最大化與分布式網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的生存時(shí)間。而且，網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間具有與之相關(guān)聯(lián)的上限和下限。
而且，本發(fā)明的路由確定技術(shù)還可以考慮以下一個(gè)或多個(gè)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的空閑功率消耗、與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的計(jì)算功率消耗、與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的周期性再充電、一個(gè)或者多個(gè)邊約束、以及與在節(jié)點(diǎn)處接收分組相關(guān)聯(lián)的功率消耗。
優(yōu)點(diǎn)是，正如在此將會(huì)詳細(xì)解釋的那樣，本發(fā)明可以提供分布式路由方法，該分布式路由方法在漸近的小的相對(duì)誤差之內(nèi)達(dá)到最佳路由的方案。而且，本發(fā)明的技術(shù)最好基于多物流的公式化，而且它們考慮到不同的功率消耗模型和帶寬約束。雖然可以對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)使用本發(fā)明的技術(shù)，它們對(duì)于靜止和緩慢變化的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)特別有效。不過，也可以根據(jù)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)。
根據(jù)下面要結(jié)合附圖閱讀的本發(fā)明的說明性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得明白。


圖1是說明在其中可實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)的框圖；
圖2是說明其可以被用來實(shí)施本發(fā)明技術(shù)的計(jì)算系統(tǒng)的例子的框圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的核心路由方法的流程圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分布式路由方法的流程圖；以及圖5是說明在用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分布式路由方法的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的判決流的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面的描述將利用示范性的自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)說明本發(fā)明。不過，應(yīng)該懂得，本發(fā)明不限于使用任何特定的自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。而是，本發(fā)明更一般地來說可適用于其中想要進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)路由的任何網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
首先，參照?qǐng)D1，框圖說明了其中可以實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)。正如所示，無線自組織網(wǎng)絡(luò)100包括通過無線鏈路連接的多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)102-1至102-N。節(jié)點(diǎn)數(shù)N取決于使用它們的應(yīng)用，因此，本發(fā)明不限于任何特定數(shù)。
節(jié)點(diǎn)102-1至102-N是隨機(jī)自由移動(dòng)的，并且任意地自組織。因此，自組織網(wǎng)絡(luò)100的拓?fù)涫莿?dòng)態(tài)的。而且，節(jié)點(diǎn)102-1至102-N通過轉(zhuǎn)發(fā)分組來在彼此之間通信。然而，正如上面所提及的，由于作為在自組織網(wǎng)絡(luò)中的這樣節(jié)點(diǎn)的特性的有限傳輸范圍，對(duì)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能需要多網(wǎng)絡(luò)跳(如圖1中的104所示)，來和跨越網(wǎng)絡(luò)100的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)。
因此，正如圖1所示，節(jié)點(diǎn)102-1可以通過經(jīng)由無線鏈路發(fā)送分組到節(jié)點(diǎn)102-3(第一跳)和節(jié)點(diǎn)102-N通信，節(jié)點(diǎn)102-N接著經(jīng)由無線鏈路發(fā)送分組到節(jié)點(diǎn)102-4(第二跳)，節(jié)點(diǎn)102-4接著經(jīng)由無線鏈路傳送分組到節(jié)點(diǎn)102-N(第三跳)。當(dāng)然，取決于各種因素，可以以更多或更少跳經(jīng)由其他路由104將分組由節(jié)點(diǎn)102-1傳送到102-N。也應(yīng)該懂得，為了清楚的緣故，圖1沒有特別地說明可用來將分組從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)的所有可能的跳布局。同樣，要意識(shí)到，節(jié)點(diǎn)可以在它自己和其他的節(jié)點(diǎn)之間有分開的無線鏈路，不過，一個(gè)跳指從所述節(jié)點(diǎn)經(jīng)由它的無線鏈路中的一個(gè)到其它節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)的數(shù)據(jù)傳送。在任何情況下，要意識(shí)到，本發(fā)明所主要關(guān)注的是在網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇(即確定路由方案)。
要意識(shí)到，在網(wǎng)絡(luò)100中的節(jié)點(diǎn)的任何一個(gè)可以作計(jì)算節(jié)點(diǎn)用，其中可以對(duì)向其發(fā)送的分組進(jìn)一步按某種方式進(jìn)行處理。此外，節(jié)點(diǎn)102-N或者在所述網(wǎng)絡(luò)中的基站106的范圍內(nèi)的任何其它接收節(jié)點(diǎn)，可以將信息發(fā)送到用于轉(zhuǎn)發(fā)至有線網(wǎng)絡(luò)108的基站。有線網(wǎng)絡(luò)108可以是專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)等。要理解，為了清楚，在圖1中只說明了一個(gè)基站和有線網(wǎng)絡(luò)；然而，可能存在與一個(gè)或者多個(gè)附加有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的一個(gè)或者多個(gè)附加基站。當(dāng)然，也要理解網(wǎng)絡(luò)108可以替代地是另一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)。
因此，在危險(xiǎn)或者有敵意的環(huán)境中采用節(jié)點(diǎn)102-1至102-N以便在所述環(huán)境中收集數(shù)據(jù)的情形，可以將由節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)108發(fā)送到遠(yuǎn)程位置，使得它可以在非危險(xiǎn)或者非敵意(或者至少較少危險(xiǎn)或者敵意)的環(huán)境中被呈現(xiàn)和/或分析。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，框圖說明了其可以被用來實(shí)施本發(fā)明全部或者部分技術(shù)的計(jì)算系統(tǒng)或者設(shè)備的例子。更具體來說，節(jié)點(diǎn)102-1至102-N中的一個(gè)或者多個(gè)和/或基站106可以實(shí)施這樣一種計(jì)算系統(tǒng)200，以執(zhí)行本發(fā)明的技術(shù)(雖然，基站可以不必需要“傳感器”，這一點(diǎn)下面將解釋)。當(dāng)然，要懂得本發(fā)明不限于任何特定計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
在該說明性實(shí)現(xiàn)中，用于實(shí)施本發(fā)明至少一部分方法的處理器202經(jīng)由總線210或者替代的連接裝置，被操作性地耦合至存儲(chǔ)器204、傳感器206和網(wǎng)絡(luò)接口208。要意識(shí)到，如這里所使用的術(shù)語“處理器”旨在包括任何處理器件，諸如例如包括中央處理單元(CPU)和/或其它處理電路系統(tǒng)(例如，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器等)的處理器件。而且，要理解，術(shù)語“處理器”可以涉及多于一個(gè)處理器件，并且與處理器件相關(guān)的各種組件可以由其它的處理器件來共享。
如在此所使用的術(shù)語“存儲(chǔ)器”旨在包括存儲(chǔ)器和其它與處理器或者CPU有關(guān)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，諸如例如隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、固定存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器)，可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，磁盤)、快閃存儲(chǔ)器等。下面將討論的是，所述存儲(chǔ)器可以最好被用于實(shí)施與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者多個(gè)隊(duì)列。
而且，如在此使用的術(shù)語“傳感器”旨在包括，例如，一個(gè)或者多個(gè)能夠從其中部署了計(jì)算系統(tǒng)200(例如，移動(dòng)節(jié)點(diǎn))的環(huán)境中收集數(shù)據(jù)的器件。傳感器的例子可以是與無線通信器件相關(guān)的接收器，其能夠從其中部署了它們的環(huán)境中收集數(shù)據(jù)。然而，要理解本發(fā)明不限于任何特定傳感器。而且，典型的情況是，基站將沒有傳感器。
而且，如在此所使用的短語“網(wǎng)絡(luò)接口”旨在包括，例如一個(gè)或者多個(gè)能夠允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)200(例如，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或者基站)來和另一計(jì)算系統(tǒng)(例如，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或者基站)通信的設(shè)備。因此，網(wǎng)絡(luò)接口可以包括配置成經(jīng)由適合的無線協(xié)議和另一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)(例如，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或者基站)的收發(fā)器通信的收發(fā)器。無線傳輸協(xié)議的例子可以是藍(lán)牙(Bluetooth)和IEEE 802.11。然而，要理解，本發(fā)明不限于任何特定的通信協(xié)議。
要理解，盡管這里在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的環(huán)境中，已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是，本發(fā)明的方法可以是能夠以計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的形式分發(fā)，而且可以實(shí)施本發(fā)明，而且實(shí)現(xiàn)它的優(yōu)點(diǎn)，而不管實(shí)際上用于分發(fā)的承載信號(hào)的介質(zhì)的特定類型。如在此所使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”旨在包括，諸如例如軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、RAM、致密盤(CD)、ROM等的可記錄型介質(zhì)，和諸如數(shù)字和模擬通信鏈路、利用諸如例如射頻和光傳輸?shù)鹊膫鬏斝问降挠芯€或者無線通信鏈路的傳輸型介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以采用用于在特定的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中解碼的編碼格式的形式。
因此，如在此所描述的，包括用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的指令或者代碼的一個(gè)或者多個(gè)計(jì)算機(jī)程序或者其軟件組件，可以被存儲(chǔ)在相關(guān)的存儲(chǔ)介質(zhì)的一個(gè)或者多個(gè)中(例如，ROM、固定或者可移動(dòng)存儲(chǔ)器)，并且，當(dāng)準(zhǔn)備使用時(shí)，被全部或者部分地加載(例如到RAM中)，并由處理器202來執(zhí)行。
在任何情況，要意識(shí)到，在此所描述的或者在所附的圖中所示的本發(fā)明的技術(shù)，可以以硬件、軟件或者其結(jié)合的各種形式來實(shí)現(xiàn)，例如一個(gè)或者多個(gè)可有效編程的帶有相關(guān)的存儲(chǔ)器的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)、特定實(shí)現(xiàn)的集成電路、功能電路系統(tǒng)等。給出在此提供的本發(fā)明的技術(shù)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠設(shè)想出本發(fā)明技術(shù)的其它實(shí)現(xiàn)。
為了便于引用，將詳細(xì)描述的剩余部分劃分為下面的部分(1)導(dǎo)言；(2)問題公式化；(3)本地控制流方法；(4)最大化生存時(shí)間；(5)實(shí)現(xiàn)；(6)本地約束范圍；以及(7)節(jié)點(diǎn)的說明性判決流。
1.導(dǎo)言正如上面所述，給定自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的特性，問題在于設(shè)計(jì)有效的路由方法來滿足自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的各種性能目標(biāo)。本發(fā)明解決了該問題，并提供了用于實(shí)現(xiàn)這樣的性能目標(biāo)的解決方案。
根據(jù)本發(fā)明，正如下文所述，所述路由問題明晰地公式化為最大并發(fā)的流問題。所有的路由問題都有類似的流實(shí)現(xiàn)，其中，所述流表示了分組采取的路由，需求表示由各種節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生分組的速率。該公式化考慮了將最大流技術(shù)應(yīng)用于最大網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的路由問題。然而，許多已知的最大流技術(shù)不是非常適合于如路由方法所必需的分布式實(shí)現(xiàn)，或者不很適合于變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。而且，它們一般較適合于其中約束是鏈路帶寬(在單位時(shí)間內(nèi)在邊上能夠路由的分組數(shù))和節(jié)點(diǎn)容量(在單位時(shí)間內(nèi)可以由節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的分組數(shù))的有線網(wǎng)絡(luò)路由的問題。
本發(fā)明提供了用于所述路由問題的分布式流方法。所述方法找出了相對(duì)于如果存在則切實(shí)可行的流的近似。優(yōu)點(diǎn)在于，不像現(xiàn)存的探索性方法(例如，在上面的背景技術(shù)部分所描述的探索性方法)，本發(fā)明的近似因子是有保證的。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，為本方法的性能建立了下界。在本發(fā)明的技術(shù)可適用于各種網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，該技術(shù)特別地非常適合于具有各種功率消耗模型的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，以及具有緩慢變化邊成本的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的方法相對(duì)現(xiàn)存路由方法具有優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)例子是，本發(fā)明是分布式本地控制方法，因此不需要帶有網(wǎng)絡(luò)全局認(rèn)識(shí)的中央節(jié)點(diǎn)。這也是為什么本發(fā)明的方法對(duì)于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)非常有效的一個(gè)原因。
2.問題公式化在該部分，問題被更精確地公式化，并且提供了線性規(guī)劃和流解釋(interpretation)。
其中要實(shí)施本發(fā)明的路由方法的主題網(wǎng)絡(luò)(諸如，例如，圖1中的網(wǎng)絡(luò)100)被表示為具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)和M個(gè)邊的圖，所述節(jié)點(diǎn)表示無線設(shè)備，而所述邊表示在它們之間的無線鏈路。和每個(gè)節(jié)點(diǎn)i相關(guān)聯(lián)的是量Ei，表示所述設(shè)備的初始能量?jī)?chǔ)備。每個(gè)邊ij具有成本eij，它是為跨越相對(duì)應(yīng)的鏈路傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)分組所需要的能量。
所述路由問題包括一組K個(gè)作為網(wǎng)絡(luò)中的成對(duì)節(jié)點(diǎn)的源和目的對(duì)。每個(gè)對(duì)都有吞吐量需求Qc，必須在源和目的節(jié)點(diǎn)之間路由的每秒的分組數(shù)。由變量fijc給定路由，其表示跨越用于連接c的鏈路ij發(fā)送分組的速率。
2.1線性規(guī)劃公式化網(wǎng)絡(luò)的“生存時(shí)間”被定義為在第一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障出現(xiàn)之前的時(shí)間周期，即，某個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量?jī)?chǔ)備被降低為零之前的時(shí)間周期。本發(fā)明用這樣一種方法路由分組，使得在滿足吞吐量要求的同時(shí)，最大化所述生存時(shí)間。所述生存時(shí)間用T表示。變量 表示在網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間上用于從節(jié)點(diǎn)i發(fā)送到節(jié)點(diǎn)j的連接c的分組總數(shù)。
在節(jié)點(diǎn)i消耗的總能量給定為Σj,ceijf^ijc]]>其中，對(duì)相鄰于i的所有節(jié)點(diǎn)和所有連接c求和。在除了對(duì)于特定連接c的源和目的外的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處，所接收的分組數(shù)等于所發(fā)送的分組數(shù)。在源處，所發(fā)送的分組數(shù)等于在網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間上的QcT。
因此，線性規(guī)劃是最大化T使得(1)----f^ijc≥0---∀i,j,c]]>(2)----Σj,ceijf^ijc≤---∀i]]>(3)----Σjf^ijc-Σkf^kic=QcT∀i,c0]]>在其它場(chǎng)合，i是用于c的源。
第二約束是由于在節(jié)點(diǎn)處的有限電源，而所述第三約束表示在源處的吞吐量要求以及其它節(jié)點(diǎn)處的守恒約束。
該公式用來表明所述問題能夠精確地用多項(xiàng)式時(shí)間(polynomial time)在理論上解決。
2.2多物流路由問題一般來說可解釋為流問題。變量fijc可被認(rèn)為是物品(commodity)c的流值。進(jìn)入分組以外出分組離開的相同速率到達(dá)的要求等價(jià)于流守恒約束在任何中間節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入流的量等于外出流的量。路由問題的源和目的變成為流問題中的源和宿(sink)。吞吐量要求Qc表示在源處產(chǎn)生流以及在宿處消耗流的速率。于是，在每個(gè)瞬時(shí)時(shí)刻，將路由表示為滿足要求Qc的多物流。
網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間進(jìn)展(evolution)被認(rèn)為是以同步輪(round)序列進(jìn)行。在每輪，Qc分組在每個(gè)源節(jié)點(diǎn)被產(chǎn)生。分組可以在節(jié)點(diǎn)之間傳輸，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量?jī)?chǔ)備通過它傳輸?shù)姆纸M的總成本來降低。于是，如果fij是由節(jié)點(diǎn)i傳輸?shù)焦?jié)點(diǎn)j的分組數(shù)，則在該輪中，通過∑jeijfij來降低i的能量?jī)?chǔ)備。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)際上將為大量的連接轉(zhuǎn)發(fā)分組，能量的降低由下式給定Σj,ceijfijc]]>
從問題的公式化，似乎顯現(xiàn)出更一般的版本請(qǐng)求能夠維持可行的多物流多少輪，其中，允許流隨著時(shí)間而變化，并且某些中間節(jié)點(diǎn)可能在所述要求變得不可行之前失敗。這不導(dǎo)致在僅僅持續(xù)到第一個(gè)節(jié)點(diǎn)失敗的靜態(tài)流上可達(dá)到的生存時(shí)間的改善，然而，正如通過下面的論點(diǎn)可以看到的那樣假定達(dá)到最大生存時(shí)間T的流是在時(shí)刻t的fijc(t)，并且在每個(gè)瞬間滿足需要。用它的時(shí)間平均代替該可變流f~ijc=1T∫0Tfijc(t)dt]]>該靜態(tài)流在每個(gè)瞬間將滿足相同的需要，那么現(xiàn)在沒有節(jié)點(diǎn)會(huì)在生存時(shí)間T之前失敗。因?yàn)榱魇庆o態(tài)的，所以在節(jié)點(diǎn)i處任何輪中所消耗的能量不超過Ei/T。
因此，為了達(dá)到生存時(shí)間T，尋找滿足全部需要而且受下式約束的多流就足夠了Σj,ceijfijc≤EiT]]>對(duì)于所有的i在下一部分中將描述用于此問題的近似方法。
3.本地控制流方法本發(fā)明的方法將用如上所述的流解釋的術(shù)語來表達(dá)。目標(biāo)在于確定生存時(shí)間T的給定值是否是可行的。即，可能在網(wǎng)絡(luò)中路由流，使得所有需要被滿足，而在T輪已經(jīng)經(jīng)過之前，沒有節(jié)點(diǎn)用完能量。
假定存在這樣的多流，其不僅滿足需要Qc，而且滿足稍微更多，即對(duì)于某參數(shù)∈＞0，需要(1+∈)Qc。
因此，本發(fā)明提供了下面的準(zhǔn)則(1)如果需要(1+∈)Qc是可行的，那么存在對(duì)于任意δ＞0，在運(yùn)轉(zhuǎn)8ML(K+ln(6K/∈))∈δ]]>輪之后滿足需要(1-δ)Qc的路由方法。
通過實(shí)際描述這樣一種方法并給出它的性能的完整分析，下面證明準(zhǔn)則(1)。要懂得，根據(jù)本發(fā)明的方法，所述約束是針對(duì)節(jié)點(diǎn)的，因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)必須考慮它的能量預(yù)算Ei/T。
3.1描述每個(gè)節(jié)點(diǎn)維持用于它的鏈路中的每一個(gè)的K個(gè)隊(duì)列。在每輪中，在隊(duì)列中的流可以被移動(dòng)到所述鏈路的另一端。流也可以在單個(gè)節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列中間重新分布。
用qijc表示在節(jié)點(diǎn)i處的鏈路ij上物品c的隊(duì)列高度。所述鏈路在它的另一端有另一個(gè)隊(duì)列，用qijc表示。
定義了與每個(gè)隊(duì)列相關(guān)聯(lián)的勢(shì)函數(shù)(potential function)φ(q)，其中q是隊(duì)列高度。當(dāng)在下面分析方法的性能時(shí)將完整地確定勢(shì)函數(shù)，現(xiàn)在注意它是二次可微的凸函數(shù)。所述方法運(yùn)行以便最小化所有隊(duì)列的勢(shì)函數(shù)的和。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，流程圖說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的路由方法(在此稱作為“核心”方法)。在方法300的每一輪中，進(jìn)行下面的階段(步驟)·注入流(步驟302)。對(duì)于每個(gè)物品c，在對(duì)應(yīng)源處添加Qc流。
·平衡節(jié)點(diǎn)(步驟304)。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)均衡隊(duì)列。
·推動(dòng)流(步驟306)。將用于邊ij的qijc和qijc隊(duì)列的每一對(duì)和所述隊(duì)列高度更高的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)。為了減少勢(shì)，將分組從更高隊(duì)列移動(dòng)到更低隊(duì)列(這從φ的凸性得出)。于是，下面的函數(shù)被最小化Σj,cφ(qijc-fijc)+φ(qjic-fijc)]]>其中在與節(jié)點(diǎn)i相關(guān)聯(lián)的邊ij上求和，并且，變量是受下面的式子約束的fijcΣj,ceijfijc≤EiT]]>接著將解fijc用于從節(jié)點(diǎn)i至節(jié)點(diǎn)j移動(dòng)流。
·耗盡流(步驟308)。在它的宿處吸收用于物品c的流。即，將處于宿的用于c的所有隊(duì)列的高度設(shè)置為0。
3.2分析將會(huì)顯示出隨著時(shí)間的推移，在系統(tǒng)中的勢(shì)依然有界，這意味著注入到網(wǎng)絡(luò)中的流的多數(shù)到達(dá)了適合的宿。
此想法是，通過比較所述方法所做的和替代地如果根據(jù)實(shí)際可行的多流選擇流值將會(huì)發(fā)生的，降低在一輪中的勢(shì)下降的界。這反過來又將意味著當(dāng)重復(fù)執(zhí)行所述方法時(shí)勢(shì)可變多大的上界。
為了簡(jiǎn)化書寫表達(dá)式，將假定源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)兩者都有單位度，并且所有流和隊(duì)列被比例化，使得用于每個(gè)物品的需要是一(unity)。
在最初的兩個(gè)階段之后的勢(shì)的增加至多為Σcφ(sc)-φ(sc-1)≤Σcφ′(sc)]]>其中，sc是在流注入之后在源處物品c的總量。
當(dāng)流被推動(dòng)時(shí)，勢(shì)會(huì)降低，并且評(píng)估勢(shì)的降低，考慮如果使用滿足需要(1+∈)的可行流fec，來代替所計(jì)算的最小化流值時(shí)發(fā)生什么情況。表達(dá)式是Σe,cφ(qehc)+φ(qetc)-φ(qehc+fec)-φ(qetc-fec)]]>其中，求和擴(kuò)展到對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有邊，并且qehc和qetc分別表示在邊的頭和尾處物品c的隊(duì)列高度。將擴(kuò)展的均值定理應(yīng)用于φ，并將表達(dá)式簡(jiǎn)化為Σe,cfec(φ′(qetc)-φ′(qehc))-12(fec)2(φ′′(qehc+ξehcfec)+φ′′(qetcfec))]]>其中，ζetc和ξehc是在0和1之間的適當(dāng)常數(shù)?，F(xiàn)在注意，除了在源和宿處外，第一階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)將抵消掉，因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)平衡階段中，使得在給定節(jié)點(diǎn)的給定物品的所有隊(duì)列高度相等，并且fec滿足流守恒特性。選擇勢(shì)函數(shù)使得第二階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)對(duì)所述和的貢獻(xiàn)非常小。具體來說，假定它們的貢獻(xiàn)至多是 因此，勢(shì)下降至少為Σc(1+∈)((1-∈2)φ′(sc)-φ′(0))]]>于是，在整個(gè)輪期間，勢(shì)至少下降Σc(∈2-∈22)φ′(sc)-(1+∈)Kφ′(0)]]>注意，如果忽略從較低高度隊(duì)列到較高隊(duì)列移動(dòng)流的流值fec，則只有勢(shì)降(potential drop)將得到改善。因?yàn)楸景l(fā)明的方法在最小化的同時(shí)考慮了所有這樣的可行的更新，它找到的勢(shì)降將會(huì)比僅僅推導(dǎo)出的勢(shì)降更好。
設(shè)S為滿足所述以下等式的值(∈2-∈22)φ′(S)=(1+∈)Kφ′(0)]]>那么，如果對(duì)于任意的物品，sc≥S，則在所述輪期間的勢(shì)降將會(huì)是非負(fù)的。網(wǎng)絡(luò)中物品c的量由2MS限制，用來顯示沒有隊(duì)列在高度上可以超過S。
為了實(shí)現(xiàn)此，在每個(gè)源節(jié)點(diǎn)使用了溢出(overflow)緩沖器。想法是如果在源處的隊(duì)列已經(jīng)達(dá)到S，那么將附加的注入流放入專門的溢出緩沖器，其具有勢(shì)bφ′(S)，如果它有物品量b的話。利用此勢(shì)函數(shù)，當(dāng)注入流時(shí)的勢(shì)增加通過φ′(sc)保持上界。限制源隊(duì)列邊界的優(yōu)點(diǎn)是，沒有其它的隊(duì)列可以超過此界。因此容易看到，給定隊(duì)列高度的具體值，在此情形中為S，則超過此高度的第一隊(duì)列必定在源處。
現(xiàn)在我們通過歸納輪數(shù)證明，所述勢(shì)必定總是小于2MKφ(S)。因?yàn)橹灰绯鼍彌_器對(duì)于所有物品是空的，這就依然為真。如果，另一方面，流注入階段溢出某些源隊(duì)列，那么勢(shì)實(shí)際上在此輪期間降低。
因此，溢出緩沖器的最大尺寸是2MKφ(S)/φ′(S)。在下一個(gè)部分將需要此結(jié)果，于是它被重述為準(zhǔn)則(2)如果S滿足等式 則溢出緩沖器的最大尺寸是2MKφ(S)/φ′(S)。
在邊隊(duì)列里面的物品c的最大量是2MS，因此，將此和溢出緩沖器的上界結(jié)合，我們得到有關(guān)在系統(tǒng)中的物品的總量的2M(S+KφS)/φ′(S))上界。
現(xiàn)在我們?cè)O(shè)勢(shì)函數(shù)φ(q)＝eaq，對(duì)于α＝∈/4L，其中L是在可行流fec中最長(zhǎng)流路徑長(zhǎng)度的上界。對(duì)于∈足夠小，這給出Σe12(fec)2(φ′′(qehc+ξehcfec)+φ′′(qetc-ξetcfec))]]>≤Σe(fec)2α2eα(S+fec)]]>≤(1+∈)αeα(1+∈)Σefecφ′(S)]]>≤(1+∈)∈4Le∈(1+∈)/4LL(1+∈)φ′(S)]]>≤∈2φ′(S)]]>對(duì)于S的等式給出S≤(4Lln(6K/∈)∈).]]>于是，在系統(tǒng)中給定物品的總量至多是R＝8ML(K+ln(6K/∈))/∈。
假定所述方法連續(xù)運(yùn)行R/δ輪。泵入網(wǎng)絡(luò)的物品c的量是R/δ，而在網(wǎng)絡(luò)中剩余的量至多是R。因此，每輪通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸?shù)奈锲返钠骄渴?-δ。這證明了上面的準(zhǔn)則(1)。
另一個(gè)感興趣參數(shù)是當(dāng)用本發(fā)明的方法路由時(shí)分組經(jīng)歷的平均延遲。因?yàn)樵谙到y(tǒng)中的物品量最后用R限定，所以，由Little定律，平均延遲也由R定上界。
因此，準(zhǔn)則(3)可以表述為分組的平均延遲至多是8ML(K+ln(6K/∈))∈.]]>4.最大化生存時(shí)間現(xiàn)在提供有關(guān)如何使用所述方法收斂于適合最大生存時(shí)間的路由的描述。暫時(shí)考慮可得到中央控制，并且信息可以在所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)被更新。
將節(jié)點(diǎn)約束設(shè)為Ei/T，并且我們將改變T直到它收斂于最佳值T*。想法是，如果T太大，則節(jié)點(diǎn)約束太嚴(yán)格，以至于不能考慮可行流，因此源隊(duì)列將會(huì)無界地增長(zhǎng)。因此，我們開始給T小于真實(shí)生存時(shí)間的某個(gè)值，并增加它，直到我們發(fā)現(xiàn)某溢出緩沖器超過界2MKφ(S)/φ′(S)?，F(xiàn)在，我們知道最佳生存時(shí)間T*在因子2內(nèi)，并且可以進(jìn)行二分(bisection)搜索來準(zhǔn)確地確定它。
假定想要在相對(duì)誤差∈之內(nèi)確定最佳生存時(shí)間T*。初始化T為某個(gè)適合值T0，它被假定為小于最佳T*。設(shè)定所述方法運(yùn)行2R輪。如果沒有溢出緩沖器超出界2MKφ(S)/φ′(S)，則由準(zhǔn)則(1)已知通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸?shù)奈锲返钠骄謹(jǐn)?shù)至少為二分之一。
注意，如果要求λQc可以約束Ei/T滿足，則按1/λ縮放所有的流值表明要求Qc可以約束Ei/λT滿足。因此，如果要求Qc/2平均起來以約束Ei/T滿足，則已知要求Qc可以約束2Ei/T滿足，于是，T*≥T/2。T被加倍，并且運(yùn)行另一個(gè)2R輪。重復(fù)該處理，直到某些溢出緩沖器增加到靠著2MKφ(S)/φ′(S)上界，比方說，在T＝T1時(shí)。在該點(diǎn)，已知(1+∈)T1≥T*≥T14]]>該上界是由于如果要求(1+∈)Qc在約束Ei/T1的情況下已經(jīng)可行的話，那么由準(zhǔn)則(2)，溢出緩沖器不能超出2MKφ(S)/φ′(S)。
溢出緩沖器一到達(dá)它的界限，就停止所述方法，即使全部2R輪沒有執(zhí)行完。由于這一點(diǎn)，在單個(gè)緩沖器中可以發(fā)生的最大越界值(overshoot)是1個(gè)單位，對(duì)應(yīng)于φ′(S)的勢(shì)越界值。為了使勢(shì)回到界2MKφ(S)下面，在越界(overshoot)的源處，在不注入任何新的分組的情況下，運(yùn)行所述方法一輪。假定源溢出緩沖器的K′超出它們的界。那么，該輪產(chǎn)生的勢(shì)下降將至少是K′φ′(S)，因此，將足以將勢(shì)降到2MKφ(S)以下。
在找出關(guān)于T*的上界的這個(gè)過程期間在節(jié)點(diǎn)i處所消耗的功率至多是2EiR(1T0+12T0+···)≤4EiRT0]]>既然得到了上、下界，進(jìn)行搜索就更精確地確定了T*值。第一個(gè)方法是使用二分(bisection)搜索，運(yùn)行方法R/∈輪以將搜索間隔縮減大約二分之一。但是第二技術(shù)顯著縮減了搜索時(shí)間。如果Th和Tl是目前的上下界(開始時(shí)，Th＝T1而Tl＝T1/4)，則選擇測(cè)試值T＝(2Th+Tl)/3，從Th到Tl的路程的三分之一，并且運(yùn)行所述方法R/δ輪，其中δ＝(Th-Tl)/3T。想法是如果在這許多輪中，沒有源溢出緩沖器超出它的界限，那么由準(zhǔn)則(1)(1+∈)Th≥T*≥T(1-δ)=Th+2Tl3]]>而如果某緩沖器超出它的界，那么(1+∈)T≥T*≥Tl在任一種情形中，將搜索間隔減少2/3因子。在這些R/δ輪期間在節(jié)點(diǎn)i處消耗的額外功率(在理想的Ei/T*之上)至多是Rδ(EiT-EiT*)≤3EiRT*]]>如在此搜索過程期間所花費(fèi)的輪數(shù)至多是 而在節(jié)點(diǎn)i處的總的額外功率消耗至多是3EiRlog3/2(3/∈)T*]]>為收斂于T*的精確值而花費(fèi)的輪總數(shù)因此為R(2log4T*T0+25∈)]]>在剩余輪期間，每輪所消耗的功率至多是Ei/(1-∈)T*。因此，如果4EiRT0+3EiRlog3/2(3/∈)T*≤∈Ei]]>那么，節(jié)點(diǎn)將持續(xù)至少(1-2∈)T*輪。因此，如果選擇T0＝8R/∈，并且如果T*≥6Rlog3/2(3/∈)∈]]>那么節(jié)點(diǎn)的剩余壽命是至少(1-2∈)T*。
進(jìn)而，準(zhǔn)則(4)可以被表述為存在達(dá)到(1-2∈)T*的生存時(shí)間的路由協(xié)議，如果T*≥48MLlog3/2(3/∈)(K+ln(6K/∈))∈2.]]>對(duì)于T*的給定值∈=Θ(MLT*(K+logT*ML))12]]>應(yīng)該被選擇來獲得最可能的界限。要理解f＝Θ(g)意味著存在常數(shù)c1和c2，使得c1g≤f≤c2g。
5.實(shí)現(xiàn)在此部分，考慮了如至目前為止所提出的與實(shí)施所述方法相聯(lián)系的3個(gè)問題。第一個(gè)問題是，迄今，流已經(jīng)被當(dāng)作連續(xù)量看待。然而，在路由中，一般希望不分裂分組。于是，離散化所述隊(duì)列，使得它們包含整數(shù)個(gè)分組，并且，一次路由整個(gè)分組。第二個(gè)問題是計(jì)算最小化節(jié)點(diǎn)處勢(shì)函數(shù)的流值。第三個(gè)問題是如何用分布式方法而不是上面分析的集中式方式收斂到最大生存時(shí)間。
實(shí)際中出現(xiàn)的另一個(gè)問題是，通信量(traffic)不以平滑的、確定的方式發(fā)生，而實(shí)際上可以是間歇的或者突發(fā)的。為了應(yīng)對(duì)這一點(diǎn)，在每一個(gè)源處添加“漏桶(leaky bucket)”，以平滑所述通信量。
5.1使流離散化修改所述方法的節(jié)點(diǎn)再平衡階段，以便再平衡所述隊(duì)列同時(shí)在每個(gè)隊(duì)列中維持整數(shù)個(gè)分組。這意味著隊(duì)列的實(shí)際高度可能和它的理想高度相差達(dá)到一個(gè)分組。
這將誤差項(xiàng)引入所述方法的分析中。當(dāng)通過路由流fec穿過邊e來得出勢(shì)下降時(shí)，得出下面的表達(dá)式Σe,cfec(φ′(qetc)-φ′(qehc))]]>+二次導(dǎo)數(shù)項(xiàng)第一項(xiàng)和它的理想值(當(dāng)各個(gè)q允許連續(xù)變化時(shí))可能相差Σe,cfecQc(φ′′(qetc+ηetc/Qc)+φ′′(qehc+ηehc/Qc))]]>其中ηetc和ηehc在-1和1之間。該和至多是Σe,cfecQc(2α2eαS)≤2(1+∈)L∈4Lφ′(S)≤∈φ′(S)]]>所以，這不顯著影響所述方法的分析。
5.2最小化勢(shì)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)要解決的問題是在Σj,ceijfijc≤EiT]]>的條件下，最小化Σj,cφ(qijc-fijc)+φ(qjic+fijc)]]>利用拉格朗日乘子技術(shù)，fijc滿足系統(tǒng)φ′(qijc-fijc)-φ′(qjic-fijc)=λeij]]>于是，(當(dāng)達(dá)到最小勢(shì)的解時(shí)，它必定相等)對(duì)邊ij和連接c計(jì)算下面量的最大值φ′(qijc)-φ′(qjic)eij]]>并對(duì)該邊和所述連接路由一個(gè)分組。更新隊(duì)列高度并重復(fù)所述過程，直到能量預(yù)算Ei/T耗盡。
5.3分布式實(shí)現(xiàn)所述方法的(在上面部分3中所述的)核心可以按一種分布式方式用直接的方式來實(shí)現(xiàn)。更困難的任務(wù)是定義用于做最大化生存時(shí)間這項(xiàng)工作的分布式協(xié)議(在上面部分4中所述的)。下面描述這樣一種分布式協(xié)議。
想法是無論何時(shí)每個(gè)源的溢出緩沖器到達(dá)界限2MKφ(S)/φ′(S)，每個(gè)源都發(fā)出廣播(和數(shù)據(jù)分組一起被轉(zhuǎn)發(fā)到每個(gè)鄰居)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在至少N輪內(nèi)接收廣播。
在初始階段，每2R輪，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)它的T的本地值加倍。如果在下一個(gè)N輪期間，它從源接收到廣播消息，則它切換到下一個(gè)階段，并轉(zhuǎn)發(fā)廣播。
在第二階段，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維持上下界Th和Tl，并計(jì)算測(cè)試值T＝(2Th+Tl)/3，以確定它的本地能量預(yù)算。如果在R/δ+N輪之后，沒有源廣播被接收到，則Tl的值被更新為(Th+2Tl)/3。如果接收到廣播，則Th的值被更新為T。這樣繼續(xù)，直到T*的值被確定(在相對(duì)誤差∈之內(nèi))。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，流程圖說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的路由方法(在此稱作為分布式路由方法)?？梢詫⒃诿總€(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的方法400概括如下·初始化(步驟402)。設(shè)置T＝T0。
確定上界Th(步驟404)。運(yùn)行核心方法，直到經(jīng)過2R+N輪，廣播被接收到，或者(如果所述節(jié)點(diǎn)是源)溢出緩沖器達(dá)到2MKφ(S)/φ′(S)。如果2R+N輪已經(jīng)過去，加倍T并且重復(fù)該步驟，否則移到下一個(gè)步驟。
·廣播(步驟406)。如果接收到廣播消息，則將它轉(zhuǎn)發(fā)到鄰居，否則產(chǎn)生一個(gè)新的。
·搜索初始化(步驟408)。設(shè)置Th＝T和Tl＝T/4。
·搜索(步驟410)。計(jì)算T＝(2Th+Tl)/3，δ＝(Th-Tl)/3。運(yùn)行核心方法直到經(jīng)過R/δ+N輪，廣播被接收到，或者(如果所述節(jié)點(diǎn)是源)溢出緩沖器達(dá)到2MKφ(S)/φ′(S)。
·更新(步驟412)。如果R/δ+N輪已經(jīng)過去，設(shè)置Tl＝(Th+2Tl)/3。否則，設(shè)置Th＝(2Th+Tl)/3，并且要么轉(zhuǎn)發(fā)廣播，要么產(chǎn)生新的一個(gè)。如果(Th-Tl)/Tl≥∈，則回到所述搜索步驟。
該分布式協(xié)議的分析和集中式的類似，并且除對(duì)小的常數(shù)因子外導(dǎo)致相同的界限，因?yàn)镹和R相比是小的。
5.4任意的通信量源在實(shí)踐中，通信量可不以我們迄今所假定的平滑確定的方式出現(xiàn)，而實(shí)際上可以是間歇的或者突發(fā)的。為了處理這種情況，我們?cè)诿總€(gè)源處添加了漏桶，以平滑通信量。漏桶是用在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中用來平滑通信量流的控制器。想法是每秒產(chǎn)生ρ個(gè)令牌(token)，并且如果多于它們中的σ，則減少令牌。每個(gè)分組傳輸消費(fèi)一個(gè)令牌。如果令牌不可得，則對(duì)分組進(jìn)行緩存，直到它們變得可得。這樣一種控制器限制了所傳輸?shù)耐ㄐ帕吭跁r(shí)間間隔T內(nèi)所傳輸?shù)姆纸M數(shù)可從不超過ρT+σ。在本申請(qǐng)中，采用了其中σ是0的特殊情形，使得通信量被完全平滑。
5.5該方法的加速要認(rèn)識(shí)到，延遲可以不希望地快速增長(zhǎng)。在長(zhǎng)度為L(zhǎng)的路由上，分組面對(duì)的延遲可以按L2增長(zhǎng)，因?yàn)殛?duì)列從源到宿線性降低(在收斂于適當(dāng)?shù)牧髦?。為了既減少這種延遲又加速收斂，可以用下面的方法來修改所述方法?？梢酝ㄟ^使用某歷史修改要在邊上發(fā)送的流，即，按原始方法(或者第一階方法)選擇的流和在前面步驟中在邊上所發(fā)送的流的線性組合，來計(jì)算實(shí)際流。為了適當(dāng)選擇兩個(gè)分量的系數(shù)，可用這個(gè)新的第二階方法來加速收斂。如果前面步驟中的流系數(shù)接近1，則最終的隊(duì)列高度將比用第一階方法的更小，由此減少了延遲。
因此在第二階方法中的實(shí)際流計(jì)算為f＝af0+βf′其中f0是由第一階方法給出的流，f′是在前面步驟中所發(fā)出的流，而α和β是適合的參數(shù)。當(dāng)α+β＞1時(shí)，收斂能夠被顯著地加速。β越接近于1且α的值越大，則最終的隊(duì)列高度越小，且收斂越快。然而，如果α太大，則該方法可能變得不穩(wěn)定。
對(duì)于路徑圖的簡(jiǎn)單例子可以進(jìn)行精確分析，這表明，只要α＜1+β，第二階方法就是穩(wěn)定的。
該方法可以要求比實(shí)際隊(duì)列高度更大的流值。用于處理這種情況的兩種方法包括(i)當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)發(fā)送可能的最大值，并忽略其它；或者(2)如果可能的話，在后繼時(shí)間的步驟期間可以記住并發(fā)送所要求的額外流。
5.6替代實(shí)現(xiàn)和仿真結(jié)果在本方法的簡(jiǎn)化、實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，勢(shì)函數(shù)可被取為恰好是隊(duì)列高度的平方而不是指數(shù)函數(shù)。
而且，代替使用分布式協(xié)議來搜索真正生存時(shí)間，通過添加與流的成本的平方成比例的項(xiàng)來修改勢(shì)函數(shù)，即(αEiΣeijcfijc)2]]>只要常數(shù)α選擇得當(dāng)，這就非常有效。利用這種修改的勢(shì)函數(shù)，選擇流值來最小化所述勢(shì)，使得快速和精確地做變得相當(dāng)簡(jiǎn)單。
為了仿真，通過隨機(jī)地在正方形區(qū)域產(chǎn)生點(diǎn)來產(chǎn)生圖。利用來自J.H.Chang等人的“Fast Approximation Algorithms for Maximum Lifetime Routing inWireless Ad-hoc Networks”，Lecture Notes in Computer ScienceNetworking2000，vol.1815，pp.702-713，May 2000的方法，通過首先計(jì)算最大生存時(shí)間來測(cè)量性能，以生存時(shí)間數(shù)的輪運(yùn)行第一和第二階的方法，并注意多少流實(shí)際到達(dá)宿。
仿真表明，適當(dāng)選擇α很大程度上是一件確定它不太小的事。更大的值減少所遞送的總流，但是僅僅些微地減少。
6.對(duì)本地約束的擴(kuò)展本發(fā)明的方法對(duì)在節(jié)點(diǎn)上或者在邊上或者甚至在兩者上的各種各樣的不同約束有效。
從上面給出的核心方法的證明得出只要存在流滿足要求1+∈且滿足所有的約束，則所述方法對(duì)本地約束(節(jié)點(diǎn)的以及邊的容量約束)的任何組合有效。只要我們能夠進(jìn)行勢(shì)最小化，這些約束不必恰好是線性的。
6.1空閑功率典型的情況是，通信在無線節(jié)點(diǎn)中不是唯一的能量消耗者。節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行某些計(jì)算或者數(shù)據(jù)收集，它們以獨(dú)立于它所發(fā)送的分組數(shù)的速率消耗功率。而且，甚至在空閑且不接收或者發(fā)送任何分組時(shí)，無線接口也要消耗功率。為了將這些因素考慮進(jìn)去，可將恒定的功率消耗Ci添加到節(jié)點(diǎn)能量約束中，其變?yōu)?amp;Sigma;j,ceijfijc≤EiT-Ci]]>
核心方法一點(diǎn)也不受這種變化的影響。需要驗(yàn)證以便表明生存時(shí)間最大化協(xié)議仍然起作用的唯一事情是比例化假設(shè)如果生存時(shí)間T可滿足要求λQc，則生存時(shí)間λT可滿足要求Qc。這成立是因?yàn)槿绻髦礷ijc達(dá)到要求λQc，則流fijc/λ將滿足Qc，并且Σj,ceijfijcλ≤EiλT-Ciλ≤EiλT-Ci]]>假定λ≤1，無論何時(shí)使用該結(jié)果(在部分4中λ＝1-δ)，上式都是對(duì)的。
6.2周期性再充電值得關(guān)注的情況是在什么時(shí)候?qū)δ承┕?jié)點(diǎn)周期性地比如說每Ti秒再充電。在此情況中，用于該節(jié)點(diǎn)的約束的右手側(cè)可用 來代替，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)必須存活到它的下一次再充電。該節(jié)點(diǎn)除了轉(zhuǎn)發(fā)控制分組外，沒有參與協(xié)議的生存時(shí)間確定階段。
6.3邊約束可以并入邊約束，例如，帶寬約束。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)，除了能量約束Σj.ceijfijc≤EiT]]>可以包括附加約束fijc≤Bij其中，Bii是可能由于信號(hào)干擾比(SIR)要求而在鏈路ij上可以被傳輸?shù)姆纸M的最大可能速率。
而且可能有必要修改能量約束以允許非線性功率相關(guān)。例如，可能存在初始啟動(dòng)成本，其關(guān)聯(lián)于利用發(fā)射機(jī)或者用于建立與在另一端的節(jié)點(diǎn)的無線鏈路，這可能是所要求的總功率的顯著部分。這可以根據(jù)本發(fā)明的方法來實(shí)現(xiàn)。
6.4接收功率當(dāng)以接收模式以及發(fā)送模式運(yùn)行時(shí)，收發(fā)機(jī)消耗功率。如果網(wǎng)絡(luò)是完全靜態(tài)的或者緩慢發(fā)展的，那么這可以通過對(duì)它進(jìn)行充電而考慮，當(dāng)實(shí)際上是轉(zhuǎn)發(fā)分組而代替當(dāng)接收分組時(shí)。因?yàn)樵谌魏喂?jié)點(diǎn)除了有限數(shù)量外的全部分組將被轉(zhuǎn)發(fā)，在節(jié)點(diǎn)約束中，將要求用來接收分組的能量添加到要求用來發(fā)送它的能量中，該節(jié)點(diǎn)約束采取如下形式Σj,c(eijt+eijr)fijc≤EiT]]>
其中，eijt是用于傳輸?shù)拿糠纸M的能量，而eijr是用于接收和解碼的每分組的能量。
6.5動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)只要真的存在滿足要求Qc的多物流，即使網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)的并且邊成本隨著時(shí)間而變化，在部分3中所描述的核心方法就起作用。
然而，由于改變邊成本，生存時(shí)間可以變化是可能的。如果任何源溢出緩沖器達(dá)到它的界限，那么當(dāng)前的T值太高，并且可以在Th＝T和Tl＝0的情況下，利用分布式協(xié)議開始新的搜索。如果當(dāng)前的T值太低，除非重新啟動(dòng)整個(gè)生存時(shí)間最大化協(xié)議，將不會(huì)檢測(cè)到這種情況。這可以在至少R/∈輪已經(jīng)過去之后，對(duì)開始值T0利用當(dāng)前的T值來進(jìn)行。等待這許多輪保證將分組的1-∈部分傳輸?shù)竭m當(dāng)?shù)哪康牡?。所以，如果網(wǎng)絡(luò)中的變化速率比這更低，則當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展時(shí)，可以跟蹤所述生存時(shí)間。
7.在節(jié)點(diǎn)處的說明性判決流因此，正如上面在部分1至6所說明解釋的，本發(fā)明將網(wǎng)絡(luò)通信量類比為流體的流。利用這樣一種類比，在節(jié)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)緩沖器可以被認(rèn)為是流體的容器(vessel)，其中，緩沖器的高度對(duì)應(yīng)壓力。正如已知的，流體試圖平衡高度。因此，在網(wǎng)絡(luò)通信量的環(huán)境中，本發(fā)明的技術(shù)基于有關(guān)各鄰居處隊(duì)列高度的本地信息，做出路由判決。
優(yōu)點(diǎn)在于，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處，對(duì)各邊平衡隊(duì)列。對(duì)于每一邊，將分組從較高隊(duì)列路由到較低隊(duì)列。這樣的路由受到能量預(yù)算的約束，使得較少的數(shù)據(jù)路由在高成本的邊上。而且，在邊和連接之間存在折衷，并且這樣一種折衷由勢(shì)函數(shù)來控制(例如，見上面所討論的φ)。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D5，流程圖說明了在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分布式路由方法的判決流。判決流500開始于塊502。在步驟504，節(jié)點(diǎn)確定分組是否已經(jīng)到達(dá)。如果是，在步驟506中，節(jié)點(diǎn)確定所述分組是否是給它的。如果是，在步驟508接受所述分組，并且過程回到步驟504。如果所述分組不是給所述節(jié)點(diǎn)的，則在步驟510，將所述分組放入本地隊(duì)列中。過程回到步驟504。
返回到步驟504的初始確定，如果沒有分組到達(dá)，在步驟512，節(jié)點(diǎn)確定在它的本地隊(duì)列中，是否存在任何分組。如果沒有，過程回到步驟504。如果是，在步驟514，節(jié)點(diǎn)確定是否存在有更短隊(duì)列的鄰居節(jié)點(diǎn)。如果否，過程回到步驟504。如果是，在步驟516，將分組發(fā)送到鄰居。
盡管參照附圖在此描述了本發(fā)明的說明性實(shí)施例，要懂得本發(fā)明不限于恰好是那些實(shí)施例，而且在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作各種其它的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用在分布式網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中用來路由分組的方法，所述方法包括步驟維持用于存儲(chǔ)分組的隊(duì)列，其中，至少一個(gè)隊(duì)列與存在于所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路相聯(lián)系，并且隊(duì)列有與之相聯(lián)系的高度；以及基于在鄰居節(jié)點(diǎn)處的隊(duì)列高度，為存儲(chǔ)在隊(duì)列中的一個(gè)或者多個(gè)分組確定路由，使得與所述節(jié)點(diǎn)和所述鄰居節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的能量約束基本上被最大化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分布式網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，而且其中，所述節(jié)點(diǎn)還和至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路通信。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度比所述鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度更大時(shí)，通過鏈路將一個(gè)或者多個(gè)分組從所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列發(fā)送到鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度小于所述鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度時(shí)，在所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列中通過鏈路從鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列接收一個(gè)或者多個(gè)分組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟所述節(jié)點(diǎn)從至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)接收廣播信息，與一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)隊(duì)列的高度有關(guān)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟所述節(jié)點(diǎn)向至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)廣播信息，與所述節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)隊(duì)列的高度有關(guān)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在多輪中進(jìn)行將分組路由到所述節(jié)點(diǎn)和從所述節(jié)點(diǎn)路由分組這兩種情況的至少一種，使得吞吐量要求基本上被滿足，同時(shí)基本上最大化與所述分布式網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的生存時(shí)間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間有與其相關(guān)聯(lián)的上界和下界。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述路由確定步驟還包括計(jì)算下列中的至少一個(gè)(i)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的空閑功率消耗；(ii)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的計(jì)算功率消耗；(iii)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的周期性再充電；(iv)一個(gè)或者多個(gè)邊約束；以及(v)與在節(jié)點(diǎn)處接收分組相關(guān)聯(lián)的功率消耗。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中分布式網(wǎng)絡(luò)以靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之一變化。
11.一種用于在分布式網(wǎng)絡(luò)中路由分組的方法，所述分布式網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)經(jīng)由鏈路被耦合，且所述節(jié)點(diǎn)具有與所述鏈路相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列，所述方法包括步驟在對(duì)應(yīng)的源節(jié)點(diǎn)處將分組流注入到所述分布式網(wǎng)絡(luò)；在所述分布式網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處均衡所述隊(duì)列；在所述分布式網(wǎng)絡(luò)中推動(dòng)所述分組流，使得分組以在受影響節(jié)點(diǎn)處基本上最小化功率耗散的方式，被從具有更高高度的隊(duì)列移向具有更低高度的隊(duì)列；以及在對(duì)應(yīng)的宿節(jié)點(diǎn)處吸收所述分組流，使得在所述宿節(jié)點(diǎn)處的隊(duì)列高度被設(shè)置為0。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述分布式網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)的自組織網(wǎng)絡(luò)，而且其中所述節(jié)點(diǎn)還和至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路通信。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括步驟從至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)接收廣播信息，與一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)隊(duì)列的高度有關(guān)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中進(jìn)行所述注入、均衡、推動(dòng)和吸收步驟多輪，使得吞吐量要求被基本上滿足，同時(shí)基本上最大化與所述分布式網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的生存時(shí)間。
15.一種用在分布式網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中用于路由分組的裝置，所述裝置包括存儲(chǔ)器；以及被耦合到所述存儲(chǔ)器的至少一個(gè)處理器，運(yùn)行以(i)維持用于存儲(chǔ)分組的隊(duì)列，其中至少一個(gè)隊(duì)列與存在于所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路相關(guān)聯(lián)，并且隊(duì)列具有與其相關(guān)聯(lián)的高度；以及(ii)基于在鄰居節(jié)點(diǎn)處的隊(duì)列高度，為存儲(chǔ)在所述隊(duì)列中的一個(gè)或者多個(gè)分組確定路由，使得與所述節(jié)點(diǎn)和所述鄰居節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的能量約束基本上被最大化。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述分布式網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，并且其中所述節(jié)點(diǎn)還和至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路通信。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中當(dāng)所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度大于所述鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度時(shí)，經(jīng)過鏈路將一個(gè)或者多個(gè)分組從所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列發(fā)送到所述鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列。
18.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中當(dāng)所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度小于鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列高度時(shí)，在所述節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列中，通過鏈路從所述鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列接收一個(gè)或者多個(gè)分組。
19.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述節(jié)點(diǎn)還從至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)接收廣播信息，與一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)隊(duì)列的高度有關(guān)。
20.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述節(jié)點(diǎn)向至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)廣播信息，與所述節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)隊(duì)列的高度有關(guān)。
21.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中在多輪中進(jìn)行將分組路由到所述節(jié)點(diǎn)和從所述節(jié)點(diǎn)路由分組這兩種情況的至少一種，使得吞吐量要求基本上被滿足，同時(shí)基本上最大化與分布式網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的生存時(shí)間。
22.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間具有與其相關(guān)聯(lián)的上界和下界。
23.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述路由確定操作還計(jì)算下列中的至少一個(gè)(i)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的空閑功率消耗；(ii)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的計(jì)算功率消耗；(iii)與節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的周期性再充電；(iv)一個(gè)或者多個(gè)邊約束；以及(v)與在節(jié)點(diǎn)處接收分組相關(guān)聯(lián)的功率消耗。
24.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中分布式網(wǎng)絡(luò)以靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之一變化。
25.一種用在分布式網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中用于路由分組的制造的物品，包括機(jī)器可讀介質(zhì)，該機(jī)器可讀介質(zhì)包含一個(gè)或者多個(gè)程序，當(dāng)被執(zhí)行時(shí)，該各程序?qū)嵤┫铝胁襟E維持用于存儲(chǔ)分組的隊(duì)列，其中至少一個(gè)隊(duì)列與存在于所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路相關(guān)聯(lián)，并且隊(duì)列具有與其相關(guān)聯(lián)的高度；以及基于在鄰居節(jié)點(diǎn)處的隊(duì)列的高度，為存儲(chǔ)在所述隊(duì)列中的一個(gè)或者多個(gè)分組確定路由，使得與所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的能量約束被基本上最大化。
全文摘要
本發(fā)明提供了路由技術(shù)，其滿足與自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等相關(guān)聯(lián)的性能目標(biāo)。本發(fā)明的技術(shù)用來基本上最大化所述網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。在本發(fā)明的一個(gè)方面，用在分布式網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中的分組路由技術(shù)包括下面的步驟/操作。維持用于存儲(chǔ)分組的隊(duì)列，其中至少一個(gè)隊(duì)列與存在于所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路相關(guān)聯(lián)，并且隊(duì)列具有與其相關(guān)聯(lián)的高度。接著基于在鄰居節(jié)點(diǎn)處的隊(duì)列高度為存儲(chǔ)在所述隊(duì)列中的一個(gè)或者多個(gè)分組確定路由，使得與所述節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的能量約束被基本上最大化。如所述，分布式網(wǎng)絡(luò)最好是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)，其中所述節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路通信。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1708958SQ02830035
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者劉震, 阿爾文德·?？?申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司