專利名稱：一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明申請(qǐng)所采用的背景技術(shù)可以概括為以下幾點(diǎn)1)多跳無(wú)線中繼技術(shù)；2)低開(kāi)銷網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)；3)基于鏈路穩(wěn)定性的容錯(cuò)技術(shù)；4)基于ID尋址技術(shù)；5)靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)高效組網(wǎng)技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)由于成本和體積等方面的限制，通常都是由通信性能十分有限的無(wú)線收發(fā)設(shè)備組成。這些設(shè)備通過(guò)將采集的各種監(jiān)測(cè)信號(hào)利用多跳中繼傳輸?shù)姆绞絺鬟f給遠(yuǎn)端中心節(jié)點(diǎn)，以此來(lái)共同完成對(duì)某一特定環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)任務(wù)，常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)對(duì)象有大氣污染物、濕度、溫度和電磁頻譜等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)普遍具有以下技術(shù)特點(diǎn)1)通信距離有限；由于成本和體積的限制，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的通信距離十分有限，通常只有幾十米甚至幾米。因此，在大規(guī)模組網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，許多無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)都不能和中心節(jié)點(diǎn)直接通信，而必須通過(guò)其它無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼多跳通信。此時(shí)，如何有效的進(jìn)行路由選擇就會(huì)在很大程度上影響網(wǎng)絡(luò)的性能。2)能量有限；由于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)通常都采用電池供電，所以它們的電量十分有限。并且在絕大部分應(yīng)用場(chǎng)合，都無(wú)法對(duì)電池及時(shí)進(jìn)行充電。因此，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中如何進(jìn)行有效的能量管理也是關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。3)故障率高；由于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)成本較低，因此在軟硬件性能上也十分有限， 并不具備復(fù)雜的容錯(cuò)技術(shù)和及時(shí)修復(fù)的條件。因此一旦設(shè)備發(fā)生故障，就將會(huì)永久失效。這種高故障率，導(dǎo)致了整個(gè)傳輸系統(tǒng)的路由可靠性大大降低。4)數(shù)量龐大；由于節(jié)點(diǎn)的通信能力和處理能力都非常有限，并且還具有高故障率的特點(diǎn)，因此為了使網(wǎng)絡(luò)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)都會(huì)放置大量的節(jié)點(diǎn)，以達(dá)到分布式處理和容錯(cuò)備份的目的。此時(shí)傳統(tǒng)的基于IP尋址的通信技術(shù)由于效率較低并且地址數(shù)量的限制通常無(wú)法使用，所以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就大量使用ID或參數(shù)尋址的方式。5)位置相對(duì)固定；由于成本和體積的限制，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)通常功能簡(jiǎn)單，不具備移動(dòng)能力，因此網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。除以上所述的五個(gè)特點(diǎn)外，從傳感器網(wǎng)絡(luò)本身的監(jiān)測(cè)背景出發(fā)，傳感器節(jié)點(diǎn)通常需要獲知自己的位置信息，以便使中心節(jié)點(diǎn)在獲知各個(gè)節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)時(shí)能夠同時(shí)獲知信息所采集的地理位置。通過(guò)這種方法，中心節(jié)點(diǎn)就能夠有效利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及位置信息來(lái)形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的態(tài)勢(shì)圖，從而為決策提供數(shù)值依據(jù)。目前最常用的定位技術(shù)就是基于全球定位系統(tǒng)(GPQ的定位方式，但是這種方式通常耗電量較大并且成本較高，所以在精度要求不高的場(chǎng)合也可以通過(guò)到達(dá)角估計(jì)等信號(hào)處理技術(shù)來(lái)估算出節(jié)點(diǎn)的地理位置。由此可見(jiàn)以往的傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)不能夠利用本地節(jié)點(diǎn)自身的地理位置信息來(lái)進(jìn)行鏈路估算，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量低、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延高和協(xié)議開(kāi)銷高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)原始的傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)不能夠利用本地節(jié)點(diǎn)自身的地理位置信息來(lái)進(jìn)行鏈路估算，導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)吞吐量低、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延高和協(xié)議開(kāi)銷高的問(wèn)題，提出了一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法。一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為步驟一、將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為柵格，每個(gè)柵格中存在若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，在同一個(gè)柵格里面，在任意時(shí)刻，只有一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)；步驟二、中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)洪泛廣播的方式配置網(wǎng)絡(luò)的幾何坐標(biāo)、子網(wǎng)ID、中心節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及其ID、垂直方向柵格數(shù)目m和水平方向柵格數(shù)目η ；步驟三、第一次接收到該配置分組廣播數(shù)據(jù)的每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的水平方向長(zhǎng)度H和垂直方向長(zhǎng)度L，并記錄這些配置信息，然后繼續(xù)中繼廣播該配置分組；接收過(guò)該配置分組的中繼節(jié)點(diǎn)，將不再轉(zhuǎn)發(fā)，直接丟棄該分組廣播數(shù)據(jù)；此時(shí)，如果傳感節(jié)點(diǎn)接收到該配置分組廣播數(shù)據(jù)，將依據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)整它的配置信息后直接丟棄該分組廣播數(shù)據(jù)；步驟四、當(dāng)某一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)或中繼節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)分組信息需要發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)時(shí)， 它將會(huì)依據(jù)它與中心節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置信息來(lái)初步選擇分組將發(fā)送的方向，并列出所有備選中繼節(jié)點(diǎn)；步驟五、該發(fā)送節(jié)點(diǎn)依據(jù)它與所選定方向相鄰柵格間的相對(duì)位置信息，利用發(fā)送節(jié)點(diǎn)與各柵格中心間的距離來(lái)估算鏈路穩(wěn)定度，估算出該發(fā)送節(jié)點(diǎn)與這些柵格中的中繼節(jié)點(diǎn)鏈路穩(wěn)定性信息來(lái)估算在該方向上所有備選中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路穩(wěn)定性信息，具體方法如下首先通過(guò)坐標(biāo)變換將備選柵格映射到網(wǎng)絡(luò)的右上方，并將坐標(biāo)原點(diǎn)置于該發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格的右下角；更進(jìn)一步將發(fā)送節(jié)點(diǎn)在其柵格中的位置以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑，劃定為四個(gè)區(qū)域，分別是多邊形B⑶、EFGCB, FGHIJ和IJK ；區(qū)域的劃分原則首先以備選柵格右上方的頂?shù)譇點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓， 圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第一個(gè)區(qū)域多邊形B⑶；再以備選柵格的左上方的頂點(diǎn)M點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓， 圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第二個(gè)區(qū)域多邊形ErecB ；再以備選柵格的右上方的頂點(diǎn)N點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓， 圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第三個(gè)區(qū)域多邊形FGHIJ ；最后以發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格的第四個(gè)區(qū)域KIJ內(nèi)的任一點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓，該圓所覆蓋的面積，覆蓋了包括備選柵格左下方的頂點(diǎn)的區(qū)域 LTS ；下面分別利用積分公式就可以計(jì)算出該發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所覆蓋各個(gè)柵格的面積與該柵格實(shí)際面積的比值，即柵格面積比；該比值越大，節(jié)點(diǎn)i與該所覆蓋柵格中中繼節(jié)點(diǎn)間的鏈路越可能存在并且穩(wěn)定；如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形B⑶中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積比為1 ；
如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形EreCB中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積為 _] S = d2-[3d - y, - ^-(X-X1)2Y=d2- (3d - yt) [id - X1 - ^R2 - (3d - yt f )- (2d - )2 -^R2 - (3d - )2R2 . ^d-Xi R2 . ^Jr2-(3d-y,)2
LUU JU」 +一arcsm-L--arc sm---—
2RlR如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形FGHIJ中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積S為S= Uyi-Id + ^2-(X-X1)2
d \= d{yt -2d) + ^^」R2 -(2d-X1 f-{d-X1 )2
Γ^0/1 R2 . 2d-X1 R2 . Ci-Xi
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2R 2R如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形IJK中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積S為^ =('“)(只-2d + ^R2 -(X-X1)2^X= (d - Xi、(2d --(2d - yif -宇批-(d - Xif
F0038I R2 . J^-^d-y,)2 R2 . Ci-Xi ι_υυ ?！?--arcsin --------arcsin-
2R2R其中，χ為節(jié)點(diǎn)相對(duì)于其所在柵格原點(diǎn)的水平距離，d為柵格的長(zhǎng)度，同理，該節(jié)點(diǎn)所能覆蓋的所有柵格的面積均可以利用這種積分方式獲得，然后將這些面積除以單位柵格面積d2，即為所求的柵格面積比；λ為鏈路穩(wěn)定性的門(mén)限，R是節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離，所有滿足到柵格中心距離不大于λ R的柵格均為符合鏈路穩(wěn)定度的路由，隨后發(fā)送節(jié)點(diǎn)從這些柵格中按照最短路徑準(zhǔn)則選擇中繼節(jié)點(diǎn)； 在滿足鏈路穩(wěn)定性門(mén)限要求的所有備選柵格中，依據(jù)最短路徑算法選擇最佳的中繼節(jié)點(diǎn)作為下一跳中繼節(jié)點(diǎn)，并將數(shù)據(jù)分組發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)；步驟七、當(dāng)下一跳中繼節(jié)點(diǎn)在接收到該數(shù)據(jù)分組后，將會(huì)繼續(xù)按照步驟四至步驟六的方法繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，直到該分組到達(dá)中心節(jié)點(diǎn)為止。所述的傳感器節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)發(fā)送，而不為其它節(jié)點(diǎn)提供中繼服務(wù)。所述的中繼節(jié)點(diǎn)可以是特殊設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)也可以是從傳感器節(jié)點(diǎn)中選出的節(jié)點(diǎn)。所述的步驟一中配置參數(shù)的目的是將中心節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)分割成m行η列的柵格結(jié)構(gòu)，并且為每個(gè)柵格指定一個(gè)唯一的中繼ID號(hào)，由于共有mXn個(gè)柵格，所以中繼節(jié)點(diǎn)的 ID號(hào)為1到mXn，每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的編號(hào)規(guī)則為從網(wǎng)絡(luò)的左下角柵格開(kāi)始沿水平方向向右側(cè)編號(hào)，然后上移一行，繼續(xù)從左側(cè)開(kāi)始順序向右側(cè)編號(hào)，直到編號(hào)到網(wǎng)絡(luò)右上角的柵格為CN 102413471 A
說(shuō)明書(shū)
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止；因此網(wǎng)絡(luò)最下方一行柵格的中繼ID號(hào)從左到右依次為1到η、下方倒數(shù)第二行中繼ID 號(hào)從左至右為η+1到2η，最終網(wǎng)絡(luò)右上角的中繼節(jié)點(diǎn)ID即為mXn。所述的步驟二中的計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的水平方向長(zhǎng)度H和垂直方向長(zhǎng)度L是為了確保網(wǎng)絡(luò)的柵格密度或中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)量必須滿足公式(L/n)2+ (2H/m)2 彡 R2 或(2L/n)2+ (H/m)2 彡 R2，以保證網(wǎng)絡(luò)的連通性；其中，R是節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離。所述的步驟四中選擇分組將發(fā)送的方向的具體方法如下若該發(fā)送節(jié)點(diǎn)i的坐標(biāo)為(Xi，Yi)，當(dāng)(Xi-X0)2+(Yi-Y0)2 ^ R2時(shí)，則節(jié)點(diǎn)i可以與中心節(jié)點(diǎn)直接通信，直接將分組發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)；否則，如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的左上方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其右方、下方以及右下方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的右上方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其左方、下方以及左下方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的左下方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其右方、上方以及右上方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的右下方， 那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其左方、上方以及左上方的柵格作為中繼。所述的網(wǎng)絡(luò)中的柵格尺寸應(yīng)該接近并小于i /i。所述的網(wǎng)絡(luò)中的柵格均為正方形。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明僅利用節(jié)點(diǎn)在其自身柵格內(nèi)的位置信息，來(lái)計(jì)算它所能覆蓋的相鄰柵格面積比，該面積比代表所覆蓋的柵格面積與柵格實(shí)際面積之間的比值。該比值越高，節(jié)點(diǎn)與該柵格中中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路越穩(wěn)定。通過(guò)這個(gè)鏈路估算信息，可以更有效的提高通信質(zhì)量。由于僅需要本地節(jié)點(diǎn)利用它自身的地理位置信息來(lái)進(jìn)行鏈路估算，而不需要其它節(jié)點(diǎn)的位置信息，所以該算法不需要節(jié)點(diǎn)間的分組交互就能進(jìn)行鏈路估算，從而能在提高網(wǎng)絡(luò)通信能力的前提下，最大程度的降低協(xié)議開(kāi)銷，并具有快速可靠和適應(yīng)高速移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能力。本發(fā)明的組網(wǎng)方法可以有效的提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和協(xié)議開(kāi)銷。
圖1是本發(fā)明實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D；圖中 表示中繼節(jié)點(diǎn)；圖中★表示中心節(jié)點(diǎn)；圖中■表示傳感節(jié)點(diǎn)；圖2是本發(fā)明的鏈路穩(wěn)定度計(jì)算所采用的坐標(biāo)圖，當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)i位于BCD內(nèi)時(shí)，傳輸范圍覆蓋整個(gè)右上角的備選柵格；圖3是本發(fā)明的鏈路穩(wěn)定度計(jì)算所采用的坐標(biāo)圖，發(fā)送節(jié)點(diǎn)i位于EreCB內(nèi)時(shí)，傳輸范圍覆蓋右上角正方形的MSTNL區(qū)域；圖4是本發(fā)明的鏈路穩(wěn)定度計(jì)算所采用的坐標(biāo)圖，發(fā)送節(jié)點(diǎn)位i于FGHIJ內(nèi)時(shí)，傳輸范圍覆蓋右上角正方形的STNL區(qū)域；圖5是本發(fā)明的鏈路穩(wěn)定度計(jì)算所采用的坐標(biāo)圖，發(fā)送節(jié)點(diǎn)i位于JIK時(shí)，傳輸范圍覆蓋右上角的STL區(qū)域；圖6是本發(fā)明的鏈路穩(wěn)定度計(jì)算結(jié)果示例圖，該圖示例了一個(gè)典型的節(jié)點(diǎn)i所覆蓋全部柵格的柵格面積比，該圖中每一個(gè)柵格都對(duì)應(yīng)了一組數(shù)字(k，1)，這里k代表以發(fā)送節(jié)點(diǎn)為勢(shì)場(chǎng)0參考點(diǎn)時(shí)，各柵格與發(fā)送節(jié)點(diǎn)的勢(shì)差，一個(gè)柵格在水平或者垂直方向每遠(yuǎn)離發(fā)送節(jié)點(diǎn)一個(gè)柵格距離，勢(shì)差將會(huì)加1，而1即代表該柵格被發(fā)送節(jié)點(diǎn)所覆蓋的面積比，即本專利定義的鏈路穩(wěn)定性的度量值；圖7是本發(fā)明與現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中其它路由協(xié)議在分組投遞成功率上的性能比較，主要是基于鏈路穩(wěn)定性柵格路由協(xié)議VGDR-E (增強(qiáng)型虛擬柵格動(dòng)態(tài)路由協(xié)議)與靜態(tài)A0DV(自組織網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議)路由協(xié)議AODV-S(穩(wěn)定型自組織網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議)、動(dòng)態(tài)A0DV(自組織網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議)路由協(xié)議AODV-M(移動(dòng)型自組織網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議)、靜態(tài)虛擬柵格路由協(xié)議VGDR-S(穩(wěn)定型虛擬柵格動(dòng)態(tài)路由協(xié)議)和動(dòng)態(tài)虛擬柵格路由協(xié)議VGDR-M(移動(dòng)型虛擬柵格動(dòng)態(tài)路由協(xié)議)的性能比較；圖8是平均端到端時(shí)延性能比較；其中圖7和圖8中的各種圖形所分別代表的含義如下圖中-■-表示AODV-S (穩(wěn)定型自組織網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議)；圖中-·-表示AODV-M(移動(dòng)型自組織網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議)；圖中-▲-表示靜態(tài)虛擬柵格路由協(xié)議VGDR-S(穩(wěn)定型虛擬柵格動(dòng)態(tài)路由協(xié)議)；圖中-▼-表示動(dòng)態(tài)虛擬柵格路由協(xié)議VGDR-M(移動(dòng)型虛擬柵格動(dòng)態(tài)路由協(xié)議)；圖中- -表示鏈路穩(wěn)定性柵格路由協(xié)議VGDR-E(增強(qiáng)型虛擬柵格動(dòng)態(tài)路由協(xié)議)。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的步驟為步驟一、將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為柵格，每個(gè)柵格中存在若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，在同一個(gè)柵格里面，在任意時(shí)刻，只有一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)；步驟二、中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)洪泛廣播的方式配置網(wǎng)絡(luò)的幾何坐標(biāo)、子網(wǎng)ID、中心節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及其ID、垂直方向柵格數(shù)目m和水平方向柵格數(shù)目η ；步驟三、第一次接收到該配置分組的每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的水平方向長(zhǎng)度H和垂直方向長(zhǎng)度L，并記錄這些配置信息，然后繼續(xù)中繼廣播該配置分組； 接收過(guò)該配置分組的中繼節(jié)點(diǎn)，將不再轉(zhuǎn)發(fā)，直接丟棄該分組；此時(shí)，如果傳感節(jié)點(diǎn)接收到該配置分組，將依據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)整它的配置信息后直接丟棄該分組；步驟四、當(dāng)某一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)或中繼節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)分組需要發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)時(shí)，它將會(huì)依據(jù)它與中心節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置信息來(lái)初步選擇分組將發(fā)送的方向，并列出所有備選中繼節(jié)點(diǎn)；步驟五、該發(fā)送節(jié)點(diǎn)依據(jù)它與所選定方向相鄰柵格間的相對(duì)位置信息，利用發(fā)送節(jié)點(diǎn)與各柵格中心間的距離來(lái)估算鏈路穩(wěn)定度，估算出該發(fā)送節(jié)點(diǎn)與這些柵格中的中繼節(jié)點(diǎn)鏈路穩(wěn)定性信息來(lái)估算在該方向上所有備選中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路穩(wěn)定性信息，具體方法如下首先通過(guò)坐標(biāo)變換將備選柵格映射到網(wǎng)絡(luò)的右上方，并將坐標(biāo)原點(diǎn)置于該發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格的右下角；更進(jìn)一步將發(fā)送節(jié)點(diǎn)在其柵格中的位置以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑，劃定為四個(gè)區(qū)域，分別是多邊形B⑶、EFGCB, FGHIJ和IJK ；劃分原則首先以備選柵格右上方的頂?shù)譇點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓，圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第一個(gè)區(qū)域多邊形 BCD ；再以備選柵格的左上方的頂點(diǎn)M點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓， 圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第二個(gè)區(qū)域多邊形ErecB ；再以備選柵格的右上方的頂點(diǎn)N點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓， 圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第三個(gè)區(qū)域多邊形FGHIJ ；最后以發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格的第四個(gè)區(qū)域KIJ內(nèi)的任一點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓，該圓所覆蓋的面積，覆蓋了包括備選柵格左下方的頂點(diǎn)的區(qū)域 LTS ；下面分別利用積分公式就可以計(jì)算出該發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所覆蓋各個(gè)柵格的面積與該柵格實(shí)際面積的比值，即柵格面積比；該比值越大，節(jié)點(diǎn)i與該所覆蓋柵格中中繼節(jié)點(diǎn)間的鏈路越可能存在并且穩(wěn)定；如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形B⑶中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積比為1 ；如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形EreCB中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積為 s二ρ-[3d_兄.-^R2_(χ_χ.γyx= d2 -(3d -y^d -X1 -^JR2 -(3d -yt)2 )+ ^^ 如2-(2d-χ, f _ 扣2 _ (3d _ 兄)2上R2 . - R2 . ^R2-{3d-y,)2 LUUO ‘」 H--arcsm----arcsm--
2rlr如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形FGHIJ中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積S為^ = f Iyi-2d + ^Jr2-(X-Xi)2
d \= d{yt -2d) + ^^」R2 -(2d-X1 fR2-{d-X1 )2
「 ^ R2 . 2d-χ R2 . d-x
|_0091」 H--arcsin-----arcsin--
2r 2r如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形IJK中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積S為^ =『扣-(2"i)2 (只-2d + ^jR2-(X-Xi)2 jh=(d-Xi)(2d --(2d - yif -宇護(hù)-(d - Xi)2R2 . ^-(^-y,)2 r2 . Ci-Xi luuuvj」 --arcsin ----arcsin--
2R2R其中，χ為節(jié)點(diǎn)相對(duì)于其所在柵格原點(diǎn)的水平距離，d為柵格的長(zhǎng)度，與此類似，該
10節(jié)點(diǎn)所能覆蓋的所有柵格的面積均可以利用這種積分方式獲得，然后將這些面積除以單位柵格面積d2，即為所求的柵格面積比；λ為鏈路穩(wěn)定性的門(mén)限，R是節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離，所有滿足到柵格中心距離不大于λ R的柵格均為符合鏈路穩(wěn)定度的路由，隨后發(fā)送節(jié)點(diǎn)從這些柵格中按照最短路徑準(zhǔn)則選擇中繼節(jié)點(diǎn)；在滿足鏈路穩(wěn)定性門(mén)限要求的所有備選柵格中，依據(jù)最短路徑算法選擇最佳的中繼節(jié)點(diǎn)作為下一跳中繼節(jié)點(diǎn)，并將數(shù)據(jù)分組發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)；需要說(shuō)明的是，為了簡(jiǎn)化計(jì)算的復(fù)雜度，在實(shí)際應(yīng)用中可以利用發(fā)送節(jié)點(diǎn)與各柵格中心間的距離來(lái)近似估算鏈路穩(wěn)定度，即IlPi-CjII2SXR,這里Pi為發(fā)送節(jié)點(diǎn)i的坐標(biāo)，Cj為所覆蓋某柵格j的中心點(diǎn)坐標(biāo)，λ為門(mén)限值。 直觀上來(lái)看，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)與某個(gè)柵格中心點(diǎn)的距離越近，那么該節(jié)點(diǎn)就能覆蓋該柵格更大的面積。通過(guò)這種方式，可以將復(fù)雜的積分運(yùn)算化簡(jiǎn)為一個(gè)歐幾里得距離運(yùn)算，從而可以在滿足系統(tǒng)性能的前提下，極大簡(jiǎn)化算法的復(fù)雜度。通過(guò)實(shí)際的算法驗(yàn)證，本專利推薦使用參數(shù)值λ =0.8作為門(mén)限值。所有滿足到柵格中心距離不大于0.8R的柵格均為符合鏈路穩(wěn)定度的路由，隨后發(fā)送節(jié)點(diǎn)從這些柵格中按照最短路徑準(zhǔn)則選擇中繼節(jié)點(diǎn)，即可以達(dá)到與采用積分算法類似的性能。門(mén)限值越小，鏈路穩(wěn)定性越高，但是代價(jià)就是從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑跳數(shù)會(huì)增加。反之，這個(gè)值越高，那么鏈路穩(wěn)定性越差，但是源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑跳數(shù)會(huì)減少。 因此，這個(gè)值只能給出一個(gè)折中的選擇，具體優(yōu)化與網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的布設(shè)位置和所追求的具體指標(biāo)有關(guān)。比如，對(duì)于某些周期發(fā)送監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，某一次發(fā)送數(shù)據(jù)的丟失，不會(huì)影響到最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果，那么這個(gè)門(mén)限可以設(shè)置的小一些，這樣可以減少跳數(shù)，從而減少參與路由的節(jié)點(diǎn)數(shù)，達(dá)到降低功耗的目的。而對(duì)于一些緊急突發(fā)的應(yīng)用，由于數(shù)據(jù)很重要，因此可以將門(mén)限設(shè)置的高一些，這樣可以保證傳輸?shù)目煽啃?。步驟七、當(dāng)下一跳中繼節(jié)點(diǎn)在接收到該數(shù)據(jù)分組后，將會(huì)繼續(xù)按照步驟四至步驟六的方法繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，直到該分組到達(dá)中心節(jié)點(diǎn)為止。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)發(fā)送，而不為其它節(jié)點(diǎn)提供中繼服務(wù)。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的中繼節(jié)點(diǎn)可以是特殊設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)也可以是從傳感器節(jié)點(diǎn)中選出的節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的步驟一中配置參數(shù)的目的是將中心節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)分割成m行η列的柵格結(jié)構(gòu)，并且為每個(gè)柵格指定一個(gè)唯一的中繼ID號(hào)，由于共有mXn個(gè)柵格，所以中繼節(jié)點(diǎn)的 ID號(hào)為1到mXn，每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的編號(hào)規(guī)則為從網(wǎng)絡(luò)的左下角柵格開(kāi)始沿水平方向向右側(cè)編號(hào)，然后上移一行，繼續(xù)從左側(cè)開(kāi)始順序向右側(cè)編號(hào)，直到編號(hào)到網(wǎng)絡(luò)右上角的柵格為止；因此網(wǎng)絡(luò)最下方一行柵格的中繼ID號(hào)從左到右依次為1到η、下方倒數(shù)第二行中繼ID號(hào)從左至右為n+1到2η，最終網(wǎng)絡(luò)右上角的中繼節(jié)點(diǎn)ID即為mXn。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的步驟二中的計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的水平方向長(zhǎng)度H和垂直方向長(zhǎng)度L是為了確保網(wǎng)絡(luò)的柵格密度或中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)量必須滿足公式(L/n)2+(2H/m)2 ^ R2或(2L/n)2+(H/m)2 ^ R2,以保證網(wǎng)絡(luò)的連通性；其中，R是節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離。
具體實(shí)施方式
六下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，若該發(fā)送節(jié)點(diǎn)i的坐標(biāo)為(xi; Yi)，當(dāng)(Xi-X0)2+(Yi-Y0)2 ^ R2時(shí)，則節(jié)點(diǎn)i可以與中心節(jié)點(diǎn)直接通信，直接將分組發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)；否則，如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的左上方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其右方、下方以及右下方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的右上方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其左方、下方以及左下方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的左下方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其右方、上方以及右上方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的右下方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其左方、上方以及左上方的柵格作為中繼。
具體實(shí)施方式
七下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，所述的網(wǎng)絡(luò)中的柵格尺寸小于或等于i /V^。從投資的角度出發(fā)，柵格的尺寸不應(yīng)該太小，否則就會(huì)需要放置更多的傳感器節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)，從而會(huì)大大增加網(wǎng)絡(luò)的成本。因此在滿足網(wǎng)絡(luò)連通性的前提下，網(wǎng)絡(luò)的柵格尺寸應(yīng)該接近并小于i /V^。
具體實(shí)施方式
八下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，所述的網(wǎng)絡(luò)中的柵格均為正方形。本實(shí)施方式中，選擇網(wǎng)絡(luò)中的柵格均為正方形，能夠?qū)崿F(xiàn)高效地進(jìn)行鏈路估算。
權(quán)利要求
1. 一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法，其特征在于它的實(shí)現(xiàn)步驟為步驟一、將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為柵格，每個(gè)柵格中存在若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，在同一個(gè)柵格里面，在任意時(shí)刻，只有一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)；步驟二、中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)洪泛廣播的方式配置網(wǎng)絡(luò)的幾何坐標(biāo)、子網(wǎng)ID、中心節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及其ID、垂直方向柵格數(shù)目m和水平方向柵格數(shù)目η ；所述中心節(jié)點(diǎn)的ID為0，所在的位置為 (χ0' y0)；步驟三、第一次接收到該配置分組廣播數(shù)據(jù)的每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的水平方向長(zhǎng)度H和垂直方向長(zhǎng)度L，并記錄這些配置信息，然后繼續(xù)中繼廣播該配置分組；接收過(guò)該配置分組的中繼節(jié)點(diǎn)，將不再轉(zhuǎn)發(fā)，直接丟棄該分組廣播數(shù)據(jù)；此時(shí)，如果傳感節(jié)點(diǎn)接收到該配置分組廣播數(shù)據(jù)，將依據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)整它的配置信息后直接丟棄該分組廣播數(shù)據(jù)；步驟四、當(dāng)某一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)或中繼節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)分組信息需要發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)時(shí)，它將會(huì)依據(jù)它與中心節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置信息來(lái)初步選擇分組將發(fā)送的方向，并列出所有備選中繼節(jié)點(diǎn)；步驟五、該發(fā)送節(jié)點(diǎn)依據(jù)它與所選定方向相鄰柵格間的相對(duì)位置信息，利用發(fā)送節(jié)點(diǎn)與各柵格中心間的距離來(lái)估算鏈路穩(wěn)定度，估算出該發(fā)送節(jié)點(diǎn)與這些柵格中的中繼節(jié)點(diǎn)鏈路穩(wěn)定性信息來(lái)估算在該方向上所有備選中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路穩(wěn)定性信息，具體方法如下首先通過(guò)坐標(biāo)變換將備選柵格映射到網(wǎng)絡(luò)的右上方，并將坐標(biāo)原點(diǎn)置于該發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格的右下角；更進(jìn)一步將發(fā)送節(jié)點(diǎn)在其柵格中的位置以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑，劃定為四個(gè)區(qū)域，分別是多邊形B⑶、EFGCB, FGHIJ和IJK ；劃分原則首先以備選柵格右上方的頂?shù)譇點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓，圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第一個(gè)區(qū)域多邊形B⑶； 再以備選柵格的左上方的頂點(diǎn)M點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓，圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第二個(gè)區(qū)域多邊形ErecB ；再以備選柵格的右上方的頂點(diǎn)N點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓，圓與發(fā)送節(jié)點(diǎn)所在柵格相交，將發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格劃分出第三個(gè)區(qū)域多邊形FGHIJ ；最后以發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所在柵格的第四個(gè)區(qū)域KIJ內(nèi)的任一點(diǎn)為圓心，以節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離R為半徑畫(huà)圓，該圓所覆蓋的面積，覆蓋了包括備選柵格左下方的頂點(diǎn)的區(qū)域LTS;下面分別利用積分公式就可以計(jì)算出該發(fā)送節(jié)點(diǎn)i所覆蓋各個(gè)柵格的面積與該柵格實(shí)際面積的比值，即柵格面積比；該比值越大，節(jié)點(diǎn)i與該所覆蓋柵格中中繼節(jié)點(diǎn)間的鏈路越可能存在并且穩(wěn)定；如果節(jié)點(diǎn)i位于多邊形BCD中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積比為1 ；如果節(jié)點(diǎn) i位于多邊形EreCB中，那么它所能覆蓋的最右上角柵格面積為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法， 其特征在于所述的步驟一中配置參數(shù)的目的是將中心節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)分割成m行η列的柵格結(jié)構(gòu)，并且為每個(gè)柵格指定一個(gè)唯一的中繼ID號(hào)，由于共有mXn個(gè)柵格，所以中繼節(jié)點(diǎn)的 ID號(hào)為1到mXn，每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的編號(hào)規(guī)則為從網(wǎng)絡(luò)的左下角柵格開(kāi)始沿水平方向向右側(cè)編號(hào)，然后上移一行，繼續(xù)從左側(cè)開(kāi)始順序向右側(cè)編號(hào)，直到編號(hào)到網(wǎng)絡(luò)右上角的柵格為止；因此網(wǎng)絡(luò)最下方一行柵格的中繼ID號(hào)從左到右依次為1到η、下方倒數(shù)第二行中繼ID 號(hào)從左至右為η+1到2η，最終網(wǎng)絡(luò)右上角的中繼節(jié)點(diǎn)ID即為mXn。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法，其特征在于所述的步驟二中的計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的水平方向長(zhǎng)度H和垂直方向長(zhǎng)度L是為了確保網(wǎng)絡(luò)的柵格密度或中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)量必須滿足公式(L/n)2+OH/m)2彡R2或QL/n)2+(H/ m)2 ^ R2,以保證網(wǎng)絡(luò)的連通性；其中，R是節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法， 其特征在于所述的步驟四中選擇分組將發(fā)送的方向的具體方法如下若該發(fā)送節(jié)點(diǎn)i的坐標(biāo)為(Xi, Yi)，當(dāng)(Xi-X0)^(Yi-Y0)2 ( R2時(shí)，則節(jié)點(diǎn)i可以與中心節(jié)點(diǎn)直接通信，直接將分組發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)；否則，如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的左上方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其右方、下方以及右下方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的右上方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其左方、下方以及左下方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的左下方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其右方、上方以及右上方的柵格作為中繼；否則如果該節(jié)點(diǎn)位于中心節(jié)點(diǎn)的右下方，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)初步選定其左方、 上方以及左上方的柵格作為中繼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法， 其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò)中的柵格尺寸小于或等于。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法， 其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò)中的柵格均為正方形。
全文摘要
一種基于鏈路穩(wěn)定性估算的無(wú)線柵格傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法，涉及一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法。為了解決原始的傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)不能夠利用本地節(jié)點(diǎn)自身的地理位置信息來(lái)進(jìn)行鏈路估算，導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)吞吐量低、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延高和協(xié)議開(kāi)銷高的問(wèn)題。將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為柵格，當(dāng)某一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)或中繼節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)分組需要發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)時(shí)，它將會(huì)依據(jù)它與中心節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置信息來(lái)初步選擇分組將發(fā)送的方向，并列出所有備選中繼節(jié)點(diǎn)；該發(fā)送節(jié)點(diǎn)依據(jù)它與所選定方向相鄰柵格間的相對(duì)位置信息，估算出該發(fā)送節(jié)點(diǎn)與這些柵格中的中繼節(jié)點(diǎn)鏈路穩(wěn)定性信息來(lái)估算在該方向上所有備選中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路穩(wěn)定性信息。用于組建網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102413471SQ20121000458
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者劉紅芹, 吳少川, 張佳巖, 張文彬, 李文昊, 白旭, 高玉龍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)