網絡傳輸的能量預留方法和系統(tǒng)及網絡傳輸方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種網絡傳輸的能量預留方法和系統(tǒng)及網絡傳輸方法和系統(tǒng)，其中，所述能量預留方法包括步驟，獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求；根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量；如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量；如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。能夠避免了當前節(jié)點轉發(fā)該待傳輸業(yè)務而待傳輸業(yè)務被其它節(jié)點丟棄時造成能量浪費的問題，提高了能量的利用效率，同時延長網絡生存時間。
【專利說明】網絡傳輸的能量預留方法和系統(tǒng)及網絡傳輸方法和系統(tǒng)
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及無線傳感器傳輸技術，特別是涉及無線傳感器中網絡傳輸的能量預留方法和系統(tǒng)及網絡傳輸方法和系統(tǒng)。
【【背景技術】】
[0002]隨著無線傳感器網絡的發(fā)展，無線傳感器網絡已經應用在多個領域中，例如，智能電網等呈帶狀分布的場景和森林監(jiān)控等呈網狀分布的場景。無線傳感器網絡就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統(tǒng)，一項業(yè)務從源節(jié)點傳輸到目的節(jié)點要經過多個無線傳感器節(jié)點。由于在無線傳感器網絡中，大多數的節(jié)點都是使用電池或者充電裝置供電，并無法使用穩(wěn)定的市電供應能量。因此，在無線傳感器網絡中，最大限度地節(jié)省能量并延長網絡生存時間是無線傳感器網絡的一般設計原則。
[0003]為此，依據此原則，傳統(tǒng)的路由以可用剩余能量和發(fā)射功率作為選路依據，包含節(jié)點分簇傳輸、節(jié)點采用睡眠和激活交替的工作方式和節(jié)點發(fā)射功率動態(tài)變化等方法，并通過帶寬資源的預留等方式保證傳輸質量。雖然傳統(tǒng)的方法能夠在一定程度上選擇優(yōu)化路徑，還可以均衡網絡能量分布，延長網絡的運行時間，但如果中途某一節(jié)點能量不足，此時該節(jié)點有業(yè)務需要傳輸，而該業(yè)務會因為能量不足而被丟棄，一方面造成該業(yè)務傳輸失敗，另一方面對于其他已經轉發(fā)該業(yè)務的節(jié)點來說，造成網絡能量浪費，減小了無線傳感器網絡生存的時間，使得網絡能量利用效率低。
【
【發(fā)明內容】
】
[0004]基于此，有必要針對能量浪費導致網絡生存時間減小以及網絡能量利用效率低的問題，提供一種網絡傳輸的能量預留方法和系統(tǒng)及網絡傳輸方法和系統(tǒng)，通過能量預留能夠延長網絡生存時間并提高網絡能量利用效率。
[0005]一種網絡傳輸的能量預留方法，包括步驟:
[0006]獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量；
[0007]根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量;
[0008]如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量；
[0009]如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。
[0010]相應地，本發(fā)明還提供一種網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)，包括:
[0011]獲取模塊，用于獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量；
[0012]能量計算模塊，用于根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量；
[0013]能量預留模塊，用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量；
[0014]能量釋放模塊，用于如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。
[0015]本發(fā)明首先通過獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，然后計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，最后，如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，所以當待傳輸業(yè)務轉發(fā)到當前節(jié)點時，不會出現因為能量不足而丟棄的情況，最大程度地保證了待傳輸能夠傳輸至目的節(jié)點，如果沒有收到目的節(jié)點的應答報文則釋放當前節(jié)點所預留的能量，該部分能量能夠繼續(xù)為其它業(yè)務服務，避免了當前節(jié)點轉發(fā)該待傳輸業(yè)務而待傳輸業(yè)務被其它節(jié)點丟棄時造成能量浪費的問題，提高了能量的利用效率，同時延長網絡生存時間。
[0016]一種網絡傳輸方法，包括步驟:
[0017]源節(jié)點通過預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，其中，所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，所述傳輸路徑包括至少一個中間節(jié)點；
[0018]中間節(jié)點獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算中間節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量；
[0019]如果中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則中間節(jié)點把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，中間節(jié)點在可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量；
[0020]如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則中間節(jié)點釋放所預留的能量；
[0021]目的節(jié)點接收到所述能量預留請求后，通過所述傳輸路徑向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文；
[0022]源節(jié)點接收所述應答報文，并根據所述應答報文發(fā)送所述待傳輸業(yè)務。
[0023]相應地，本發(fā)明還提供一種網絡傳輸系統(tǒng)，包括:源節(jié)點、中間節(jié)點以及目的節(jié)占.
[0024]源節(jié)點，用于按照預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，并接收由目的節(jié)點返回的應答報文，并根據該應答報文發(fā)送所述待傳輸業(yè)務，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，所述傳輸路徑經過至少一個中間節(jié)點；
[0025]中間節(jié)點，用于獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，并在中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，其中在所述臨時預留周期內，在中間節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則中間節(jié)點釋放所預留的能量；
[0026]目的節(jié)點，用于接收到所述能量預留請求后，向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文。
[0027]本發(fā)明源節(jié)點在待傳輸業(yè)務發(fā)送前按照預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，目的節(jié)點接收到能量請求報文后向源節(jié)點返回應答報文，然后源節(jié)點再根據該應答報文發(fā)送所述送待傳輸業(yè)務；對于傳輸路徑上的中間節(jié)點，則是根據該能量預留請求計算完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，如果中間節(jié)點的可用剩余能量大于該預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點直到目的節(jié)點為止并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期且未收到目的節(jié)點的應答報文和源節(jié)點發(fā)送的待傳輸文件，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。對于中間節(jié)點，可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，所以當待傳輸業(yè)務轉發(fā)到當前節(jié)點時，不會出現因為能量不足而丟棄的情況，最大程度地保證了待傳輸能夠傳輸至目的節(jié)點，如果沒有收到目的節(jié)點的應答報文則釋放當前節(jié)點所預留的能量，該部分能量能夠繼續(xù)為其它業(yè)務服務，避免了當前節(jié)點轉發(fā)該待傳輸業(yè)務而待傳輸業(yè)務被其它節(jié)點丟棄時造成能量浪費的問題，提高了能量的利用效率，同時延長網絡生存時間。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0028]圖1為本發(fā)明一種網絡傳輸的能量預留方法一種實施例的流程圖；
[0029]圖2為本發(fā)明一種網絡傳輸方法一種實施例的流程圖；
[0030]圖3為本發(fā)明一種網絡傳輸方法一種實施例的節(jié)點示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明一種網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)一種實施例的結構框圖。
【【具體實施方式】】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0033]請參閱圖1，其是本發(fā)明一種網絡傳輸的能量預留方法一種實施例的流程圖。一種網絡傳輸的能量預留方法，包括步驟:
[0034]SlOl:獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量；
[0035]無線傳感器網絡中，源節(jié)點通過中間節(jié)點逐跳傳輸的方式向目標節(jié)點發(fā)送采集的待傳輸業(yè)務。源節(jié)點在發(fā)送待傳輸業(yè)務之前，發(fā)出能量預留請求，該能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，業(yè)務類別可以包括普通業(yè)務以及緊急業(yè)務，普通業(yè)務可以包括視頻數據、圖片數據以及文本數據等，緊急業(yè)務可以包括預警數據等。還可以對所述業(yè)務類別設定優(yōu)先級，其中，緊急業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，普通業(yè)務具有較低傳輸優(yōu)先級，在普通業(yè)務中，視頻數據傳輸優(yōu)先級最高，圖片數據傳輸優(yōu)先級次之，文本數據傳輸優(yōu)先級最低。
[0036]S102:根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量；
[0037]獲取所述能量預留請求后，識別所述能量預留請求中的業(yè)務類別和業(yè)務量，并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量。
[0038]統(tǒng)計當前節(jié)點在時間T內的傳輸業(yè)務量Vl以及功率損耗Q，然后通過以下公式計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量E。
[0039]E= ^ *V'^C
[Vl) ，
[0040]其中，T為統(tǒng)計時間，Vl為統(tǒng)計時間內的傳輸業(yè)務量，Q為統(tǒng)計時間內當前節(jié)點的功率損耗，V為待傳輸業(yè)務的業(yè)務量，C為業(yè)務類別因子。
[0041]S103:如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量；
[0042]當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量時，則說明當前節(jié)點具有足夠的能量完成待傳輸業(yè)務的轉發(fā)，此時，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。然后在當前節(jié)點設置一個臨時預留周期，在該臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，以保證當前節(jié)點有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務。
[0043]S104:如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。
[0044]如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述能量預留請求可能被其他節(jié)點丟棄，即所述待傳輸業(yè)務無法傳輸到目的節(jié)點，此時，釋放當前節(jié)點所預留的能量，使得這部分能量能夠為其他業(yè)務服務。
[0045]本發(fā)明首先通過獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，然后計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，最后，如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，所以當待傳輸業(yè)務轉發(fā)到當前節(jié)點時，不會出現因為能量不足而丟棄的情況，最大程度地保證了待傳輸能夠傳輸至目的節(jié)點，如果沒有收到目的節(jié)點的應答報文則釋放當前節(jié)點所預留的能量，該部分能量能夠繼續(xù)為其它業(yè)務服務，避免了當前節(jié)點轉發(fā)該待傳輸業(yè)務而待傳輸業(yè)務被其它節(jié)點丟棄時造成能量浪費的問題，提高了能量的利用效率，同時延長網絡生存時間。
[0046]在一個實施例中，上述步驟S103之后，進一步地，還可以包括步驟:
[0047]S201:如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。
[0048]如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述待傳輸業(yè)務能夠經過當前節(jié)點被傳輸到目的節(jié)點，所以在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后但并未收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則釋放當前節(jié)點所預留的能量，使得該部分能量能夠為其他業(yè)務所服務。
[0049]所述待傳輸業(yè)務必須在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務情況下才能轉發(fā)，由于收到所述應答報文，則說明所述待傳輸業(yè)務能夠傳輸到目的節(jié)點，而不會被其他節(jié)點丟棄，保證了待傳輸業(yè)務能夠傳輸至目的節(jié)點，同時也避免了由于其他節(jié)點丟棄待傳輸業(yè)務而當前節(jié)點又轉發(fā)給待傳輸業(yè)務情況下所導致當前節(jié)點的能量浪費，保證了無線傳感器系統(tǒng)的能量利用效率。
[0050]在一個實施例中，上述步驟S102之后，進一步地，還可以包括步驟:
[0051]S301:如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲所述充電時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期。
[0052]如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則說明當前節(jié)點的可用剩余能量不足以支持轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務。如果當前節(jié)點不具有充電裝置，則丟棄所述能量預留請求，并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文。
[0053]如果當前節(jié)點具有充電裝置，此時需要根據其充電效率和充電時間判斷是否丟棄該能量預留報文。具體地，根據當前節(jié)點的充電效率計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則說明當前節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，稍微充電便可具有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務，此時延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期。
[0054]在當前節(jié)點具有充電裝置的情況下，如果當前節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，那么所需要的充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，此時，延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期，減少了待傳輸業(yè)務的傳輸限制，并在源節(jié)點擁塞的情況下，能夠減輕源節(jié)點擁塞。
[0055]在一個實施例中，上述步驟S103中，在所述把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點直至目的節(jié)點的步驟，可以具體包括一下子步驟:
[0056]S401:計算當前節(jié)點轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務時的業(yè)務負載；
[0057]從數據鏈路層查詢當前節(jié)點的BBT(Bandwidth Busy Time,帶寬忙時間)以及QL (Queue Length,隊列長度)，并通過BBT和QL計算所述業(yè)務負載。
[0058]S402:若所述業(yè)務負載小于預設的第一負載閾值，則立即轉發(fā)所述能量預留請求下一跳節(jié)點；
[0059]若所述業(yè)務負載小于預設的第一負載閾值，說明當前節(jié)點負載正常，沒有節(jié)點擁塞的情況，此時，立即轉發(fā)所述能量預留請求下一跳節(jié)點
[0060]S403:若所述業(yè)務負載大于所述第一負載閾值，則延遲預設等待時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。
[0061]若所述業(yè)務負載大于所述第一負載閾值，說明當前節(jié)點負載偏重，可能出現節(jié)點擁塞的情況，此時，先延遲預設等待時間，待超過預設等待時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。
[0062]把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點節(jié)點的過程當中，依據當前節(jié)點的業(yè)務負載，選擇立即或者延時預設等待時間發(fā)送預留請求至下一跳節(jié)點，能夠避免由于當前節(jié)點出現負載過重導致擁塞，進而避免當前節(jié)點由于擁塞造成的系統(tǒng)問題，保證無線傳感器網絡的系統(tǒng)運行安全和生存時間。
[0063]在一個實施例中，上述步驟S102之后，進一步地，還可以包括步驟:
[0064]S501:如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量且所述待傳輸業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，則暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的能量以使可用剩余能量大于或等于所述預留能量。
[0065]在當前節(jié)點可用剩余能量小于所述預留能量的情況下，如果待傳輸業(yè)務的業(yè)務類型為緊急業(yè)務，由于緊急業(yè)務主要包括預警數據具有較高傳輸優(yōu)先級，此時，暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的能量，使得可用剩余能量能夠大于或者等于所述預留能量，以使得可用剩余能量能夠支持該待傳輸業(yè)務的轉發(fā)。如果在預設的時間內未收到目的節(jié)點的應答報文，說明此時較高傳輸優(yōu)先級的能量預留不成功，則重新啟動轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務。
[0066]具有較高傳輸優(yōu)先級的待傳輸業(yè)務一般為預警數據，由于無線傳感器網絡多用于森林監(jiān)控、物聯網等領域，預警數據需要及時得到處理，暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的能量以使可用剩余能量大于或等于所述預留能量，使得具有較高傳輸優(yōu)先級的待傳輸業(yè)務能夠優(yōu)先得到能量預留，優(yōu)先保證傳輸至目的節(jié)點。在預設的時間內未收到目的節(jié)點的應答報文時，重新啟動轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，使已經傳輸部分的較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務能夠繼續(xù)傳輸，避免已傳輸部分的能量浪費。
[0067]請參閱圖2，其是本發(fā)明一種網絡傳輸方法一種實施例的流程圖。
[0068]一種網絡傳輸方法，包括步驟:
[0069]S601:源節(jié)點通過預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，其中，所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，所述傳輸路徑包括至少一個中間節(jié)點；
[0070]源節(jié)點在發(fā)送待傳輸業(yè)務之前，發(fā)出能量預留請求，該能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，業(yè)務類別可以包括普通業(yè)務以及緊急業(yè)務，普通業(yè)務可以包括視頻數據、圖片數據以及文本數據等，緊急業(yè)務可以包括預警數據等。還可以對所述業(yè)務類別設定優(yōu)先級，其中，緊急業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，普通業(yè)務具有較低傳輸優(yōu)先級，在普通業(yè)務中，視頻數據傳輸優(yōu)先級最高，圖片數據傳輸優(yōu)先級次之，文本數據傳輸優(yōu)先級最低。
[0071]所述傳輸路徑如圖3所示，其中，301為源節(jié)點，302為中間節(jié)點，303為目的節(jié)點，傳輸路徑為虛線箭頭所示路徑，源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸路徑包括至少一個中間節(jié)點。
[0072]S602:中間節(jié)點獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算中間節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量；
[0073]獲取所述能量預留請求后，識別所述能量預留請求中的業(yè)務類別和業(yè)務量，并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算中間節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量。
[0074]統(tǒng)計中間節(jié)點在時間T內的傳輸業(yè)務量Vl以及功率損耗Q，然后通過以下公式計算中間節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量E。
(q\
[0075]E=
KVlJ ，
[0076]其中，T為統(tǒng)計時間，Vl為統(tǒng)計時間內的傳輸業(yè)務量，Q為統(tǒng)計時間內當前節(jié)點的功率損耗，V為待傳輸業(yè)務的業(yè)務量，C為業(yè)務類別因子。
[0077]S603:如果中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則中間節(jié)點把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，中間節(jié)點在可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量；
[0078]中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量時，則說明中間節(jié)點具有足夠的能量完成待傳輸業(yè)務的轉發(fā)，此時，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。然后在當前節(jié)點設置一個臨時預留周期，在該臨時預留周期內，中間節(jié)點在可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，以保證中間節(jié)點有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務。
[0079]S604:如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則中間節(jié)點釋放所預留的能量；
[0080]如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述能量預留請求可能被丟棄，即所述待傳輸業(yè)務無法傳輸到目的節(jié)點，此時，中間節(jié)點釋放所預留的能量，使得這部分能量能夠為其他業(yè)務服務。
[0081]S605:目的節(jié)點接收到所述能量預留請求后，通過所述傳輸路徑向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文；
[0082]目的節(jié)點接收所述能量預留報文，識別所述能量預留請求中待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別和業(yè)務量，劃定內存區(qū)域供所述待傳輸業(yè)務存儲，并通過再通過所述傳輸路徑向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文，以指示源節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送待傳輸業(yè)務。
[0083]S606:源節(jié)點接收所述應答報文，并根據所述應答報文發(fā)送所述待傳輸業(yè)務。
[0084]源節(jié)點接收所述應答報文，解析所述應答報文，然后根據所述應答報文按照所述傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送待傳輸業(yè)務。對于中間節(jié)點，如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述待傳輸業(yè)務能夠經過當前節(jié)點被傳輸到目的節(jié)點，所以在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后但并未收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則釋放當前節(jié)點所預留的能量，使得該部分能量能夠為其他業(yè)務所服務。
[0085]本發(fā)明源節(jié)點在待傳輸業(yè)務發(fā)送前按照預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，目的節(jié)點接收到能量請求報文后向源節(jié)點返回應答報文，然后源節(jié)點再根據該應答報文發(fā)送所述送待傳輸業(yè)務；對于傳輸路徑上的中間節(jié)點，則是根據該能量預留請求計算完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，如果中間節(jié)點的可用剩余能量大于該預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點直到目的節(jié)點為止并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期且未收到目的節(jié)點的應答報文和源節(jié)點發(fā)送的待傳輸文件，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。對于中間節(jié)點，可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，所以當待傳輸業(yè)務轉發(fā)到當前節(jié)點時，不會出現因為能量不足而丟棄的情況，最大程度地保證了待傳輸能夠傳輸至目的節(jié)點，如果沒有收到目的節(jié)點的應答報文則釋放當前節(jié)點所預留的能量，該部分能量能夠繼續(xù)為其它業(yè)務服務，避免了當前節(jié)點轉發(fā)該待傳輸業(yè)務而待傳輸業(yè)務被其它節(jié)點丟棄時造成能量浪費的問題，提高了能量的利用效率，同時延長網絡生存時間。
[0086]在一個實施例中，上述步驟S602之后，進一步地，還可以包括步驟:
[0087]S701:如果中間節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲所述充電時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期；
[0088]如果中間節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則說明中間節(jié)點的可用剩余能量不足以支持轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務。如果中間節(jié)點不具有充電裝置，則丟棄所述能量預留請求，并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文。
[0089]如果中間節(jié)點具有充電裝置，此時需要根據其充電效率和充電時間判斷是否丟棄該能量預留報文。具體地，根據中間節(jié)點的充電效率計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則說明中間節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，稍微充電便可具有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務，此時延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期。
[0090]S702:源節(jié)點收到所述拒絕報文后，則不發(fā)送所述待傳輸業(yè)務。
[0091]源節(jié)點接收所述拒絕報文，解析所述拒絕報文，并根據該拒絕報文不發(fā)送。
[0092]在中間節(jié)點的小于所述預留能量的情況下，如果中間節(jié)點不具備充電裝置，則丟棄所述能量預留請求，并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，源節(jié)點接收到所述拒絕報文后不發(fā)送所述待傳輸業(yè)務，所以，源節(jié)點不會向目的節(jié)點發(fā)送中間節(jié)點沒有足夠能量轉發(fā)的待傳輸業(yè)務，避免了部分中間轉發(fā)該待傳輸業(yè)務時發(fā)送的能量浪費，提高了能量利用效率。在中間節(jié)點具有充電裝置的情況下，如果中間節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，那么所需要的充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，此時，延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期，減少了待傳輸業(yè)務的傳輸限制，并在源節(jié)點擁塞的情況下，能夠減輕源節(jié)點擁塞。
[0093]請參閱圖4，其是本發(fā)明一種網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)一種實施例的結構框圖。一種種網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)，包括:
[0094]獲取模塊401，用于獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量；
[0095]無線傳感器網絡中，源節(jié)點通過中間節(jié)點逐跳傳輸的方式向目標節(jié)點發(fā)送采集的待傳輸業(yè)務。獲取模塊401獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，以便解析識別待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量。源節(jié)點在發(fā)送待傳輸業(yè)務之前，發(fā)出能量預留請求，該能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，業(yè)務類別可以包括普通業(yè)務以及緊急業(yè)務，普通業(yè)務可以包括視頻數據、圖片數據以及文本數據等，緊急業(yè)務可以包括預警數據等。還可以對所述業(yè)務類別設定優(yōu)先級，其中，緊急業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，普通業(yè)務具有較低傳輸優(yōu)先級，在普通業(yè)務中，視頻數據傳輸優(yōu)先級最高，圖片數據傳輸優(yōu)先級次之，文本數據傳輸優(yōu)先級最低。
[0096]能量計算模塊402，用于根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量；
[0097]獲取模塊401獲取所述能量預留請求后，能量計算模塊402識別所述能量預留請求中的業(yè)務類別和業(yè)務量，并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量。
[0098]能量計算模塊402首先統(tǒng)計當前節(jié)點在時間T內的傳輸業(yè)務量Vl以及功率損耗Q，然后能量計算模塊402通過以下公式計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量E。
(ολ
[0099]E=——*K*C
{Vlj ，
[0100]其中，T為統(tǒng)計時間，Vl為統(tǒng)計時間內的傳輸業(yè)務量，Q為統(tǒng)計時間內當前節(jié)點的功率損耗，V為待傳輸業(yè)務的業(yè)務量，C為業(yè)務類別因子。
[0101]能量預留模塊403，用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量；
[0102]當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量時，則說明當前節(jié)點具有足夠的能量完成待傳輸業(yè)務的轉發(fā)，此時，能量預留模塊403把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。然后能量預留模塊403在當前節(jié)點設置一個臨時預留周期，在該臨時預留周期內，能量預留模塊403在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，以保證當前節(jié)點有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務。
[0103]能量釋放模塊404，用于如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。
[0104]如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述能量預留請求可能被其他節(jié)點丟棄，即所述待傳輸業(yè)務無法傳輸到目的節(jié)點，此時，能量釋放模塊404釋放當前節(jié)點所預留的能量，使得這部分能量能夠為其他業(yè)務服務。
[0105]本發(fā)明首先通過獲取模塊401獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，然后通過能量計算模塊402計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，最后，如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則能量預留模塊403把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則能量釋放模塊404釋放當前節(jié)點所預留的能量。在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，所以當待傳輸業(yè)務轉發(fā)到當前節(jié)點時，不會出現因為能量不足而丟棄的情況，最大程度地保證了待傳輸能夠傳輸至目的節(jié)點，如果沒有收到目的節(jié)點的應答報文則釋放當前節(jié)點所預留的能量，該部分能量能夠繼續(xù)為其它業(yè)務服務，避免了當前節(jié)點轉發(fā)該待傳輸業(yè)務而待傳輸業(yè)務被其它節(jié)點丟棄時造成能量浪費的問題，提高了能量的利用效率，同時延長網絡生存時間。
[0106]在一個實施例中，還可以包括以下模塊:
[0107]業(yè)務轉發(fā)模塊，用于如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。
[0108]如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述待傳輸業(yè)務能夠經過當前節(jié)點被傳輸到目的節(jié)點，所以在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，業(yè)務轉發(fā)模塊將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后但并未收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則釋放當前節(jié)點所預留的能量，使得該部分能量能夠為其他業(yè)務所服務。
[0109]所述待傳輸業(yè)務必須在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務情況下才能通過業(yè)務轉發(fā)模塊轉發(fā)，由于收到所述應答報文，則說明所述待傳輸業(yè)務能夠傳輸到目的節(jié)點，而不會被其他節(jié)點丟棄，保證了待傳輸業(yè)務能夠傳輸至目的節(jié)點，同時也避免了由于其他節(jié)點丟棄待傳輸業(yè)務而當前節(jié)點又轉發(fā)給待傳輸業(yè)務情況下所導致當前節(jié)點的能量浪費，保證了無線傳感器系統(tǒng)的能量利用效率。
[0110]在一個實施例中，還可以包括以下模塊:
[0111]丟棄延遲模塊，用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲預設等待時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置臨時預留周期。
[0112]如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則說明當前節(jié)點的可用剩余能量不足以支持轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務。如果當前節(jié)點不具有充電裝置，則丟棄延遲模塊丟棄所述能量預留請求，并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文。
[0113]如果當前節(jié)點具有充電裝置，此時丟棄延遲模塊需要根據其充電效率和充電時間判斷是否丟棄該能量預留報文。具體地，丟棄延遲模塊根據當前節(jié)點的充電效率計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則說明當前節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，稍微充電便可具有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務，此時丟棄延遲模塊延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期。
[0114]在當前節(jié)點具有充電裝置的情況下，如果當前節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，那么所需要的充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，此時，丟棄延遲模塊延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期，減少了待傳輸業(yè)務的傳輸限制，并在源節(jié)點擁塞的情況下，能夠減輕源節(jié)點擁塞。
[0115]在一個實施例中，所述能量預留模塊403，還可以包括以下模塊:
[0116]負載計算模塊，用于計算當前節(jié)點轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務時的業(yè)務負載；
[0117]負載計算模塊從數據鏈路層查詢當前節(jié)點的BBT (Bandwidth Busy Time,帶寬忙時間)以及QL (Queue Length,隊列長度)，并通過BBT和QL計算所述業(yè)務負載。
[0118]轉發(fā)模塊，用于若所述業(yè)務負載小于預設的第一負載閾值，則立即轉發(fā)所述能量預留請求下一跳節(jié)點；
[0119]若所述業(yè)務負載小于預設的第一負載閾值，說明當前節(jié)點負載正常，沒有節(jié)點擁塞的情況，此時，通過轉發(fā)模塊立即轉發(fā)所述能量預留請求下一跳節(jié)點
[0120]延遲發(fā)送模塊，用于若所述業(yè)務負載大于所述第一負載閾值且小于預設的第二負載閾值，則延遲預設等待時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。
[0121]若所述業(yè)務負載大于所述第一負載閾值，說明當前節(jié)點負載偏重，可能出現節(jié)點擁塞的情況，此時，延遲發(fā)送模塊先延遲預設等待時間，待超過預設等待時間后延遲發(fā)送模塊再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。
[0122]把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點節(jié)點的過程當中，依據當前節(jié)點的業(yè)務負載，選擇立即或者延時預設等待時間發(fā)送預留請求至下一跳節(jié)點，能夠避免由于當前節(jié)點出現負載過重導致擁塞，進而避免當前節(jié)點由于擁塞造成的系統(tǒng)問題，保證無線傳感器網絡的系統(tǒng)運行安全和生存時間。
[0123]在一個實施例中，還可以包括以下模塊:
[0124]釋放模塊，用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量且所述待傳輸業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，則暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的預留能量直到可用剩余能量大于或等于所述預留能量為止。
[0125]在當前節(jié)點可用剩余能量小于所述預留能量的情況下，如果待傳輸業(yè)務的業(yè)務類型為緊急業(yè)務，由于緊急業(yè)務主要包括預警數據具有較高傳輸優(yōu)先級，此時，暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后通過釋放模塊釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的能量，使得可用剩余能量能夠大于或者等于所述預留能量，以使得可用剩余能量能夠支持該待傳輸業(yè)務的轉發(fā)。如果在預設的時間內未收到目的節(jié)點的應答報文，說明此時較高傳輸優(yōu)先級的能量預留不成功，則重新啟動轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務。
[0126]具有較高傳輸優(yōu)先級的待傳輸業(yè)務一般為預警數據，由于無線傳感器網絡多用于森林監(jiān)控、物聯網等領域，預警數據需要及時得到處理，暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后通過釋放模塊釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的能量以使可用剩余能量大于或等于所述預留能量，使得具有較高傳輸優(yōu)先級的待傳輸業(yè)務能夠優(yōu)先得到能量預留，優(yōu)先保證傳輸至目的節(jié)點。在預設的時間內未收到目的節(jié)點的應答報文時，重新啟動轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，使已經傳輸部分的較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務能夠繼續(xù)傳輸，避免已傳輸部分的能量浪費。
[0127]一種網絡傳輸系統(tǒng)，包括:源節(jié)點、中間節(jié)點以及目的節(jié)點；
[0128]源節(jié)點，用于按照預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，并接收由目的節(jié)點返回的應答報文，并根據該應答報文發(fā)送所述待傳輸業(yè)務，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，所述傳輸路徑經過至少一個中間節(jié)點；
[0129]源節(jié)點在發(fā)送待傳輸業(yè)務之前，發(fā)出能量預留請求，該能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，業(yè)務類別可以包括普通業(yè)務以及緊急業(yè)務，普通業(yè)務可以包括視頻數據、圖片數據以及文本數據等，緊急業(yè)務可以包括預警數據等。還可以對所述業(yè)務類別設定優(yōu)先級，其中，緊急業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，普通業(yè)務具有較低傳輸優(yōu)先級，在普通業(yè)務中，視頻數據傳輸優(yōu)先級最高，圖片數據傳輸優(yōu)先級次之，文本數據傳輸優(yōu)先級最低。源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸路徑包括至少一個中間節(jié)點。
[0130]源節(jié)點在接收所述應答報文后，解析所述應答報文，然后根據所述應答報文按照所述傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送待傳輸業(yè)務。
[0131]中間節(jié)點，用于獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，并在中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，其中在所述臨時預留周期內，在中間節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則中間節(jié)點釋放所預留的能量；
[0132]中間節(jié)點獲取所述能量預留請求后，識別所述能量預留請求中的業(yè)務類別和業(yè)務量，并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算中間節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量。
[0133]統(tǒng)計中間節(jié)點在時間T內的傳輸業(yè)務量Vl以及功率損耗Q，然后通過以下公式計算中間節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量E。
(P Λ
[0134]E= — *V*C
UU ，
[0135]其中，T為統(tǒng)計時間，Vl為統(tǒng)計時間內的傳輸業(yè)務量，Q為統(tǒng)計時間內當前節(jié)點的功率損耗，V為待傳輸業(yè)務的業(yè)務量，C為業(yè)務類別因子。
[0136]中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量時，則說明中間節(jié)點具有足夠的能量完成待傳輸業(yè)務的轉發(fā)，此時，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。然后在當前節(jié)點設置一個臨時預留周期，在該臨時預留周期內，中間節(jié)點在可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，以保證中間節(jié)點有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務。
[0137]如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述能量預留請求可能被丟棄，即所述待傳輸業(yè)務無法傳輸到目的節(jié)點，此時，中間節(jié)點釋放所預留的能量，使得這部分能量能夠為其他業(yè)務服務。
[0138]如果中間節(jié)點在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文，則說明所述待傳輸業(yè)務能夠經過當前節(jié)點被傳輸到目的節(jié)點，所以中間節(jié)點在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。如果中間節(jié)點在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后但并未收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則釋放當前節(jié)點所預留的能量，使得該部分能量能夠為其他業(yè)務所服務。
[0139]目的節(jié)點，用于接收到所述能量預留請求后，向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文。
[0140]目的節(jié)點接收所述能量預留報文，識別所述能量預留請求中待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別和業(yè)務量，劃定內存區(qū)域供所述待傳輸業(yè)務存儲，并通過再通過所述傳輸路徑向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文，以指示源節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送待傳輸業(yè)務。
[0141]本發(fā)明源節(jié)點在待傳輸業(yè)務發(fā)送前按照預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，目的節(jié)點接收到能量請求報文后向源節(jié)點返回應答報文，然后源節(jié)點再根據該應答報文發(fā)送所述送待傳輸業(yè)務；對于傳輸路徑上的中間節(jié)點，則是根據該能量預留請求計算完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，如果中間節(jié)點的可用剩余能量大于該預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點直到目的節(jié)點為止并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期且未收到目的節(jié)點的應答報文和源節(jié)點發(fā)送的待傳輸文件，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。對于中間節(jié)點，可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，所以當待傳輸業(yè)務轉發(fā)到當前節(jié)點時，不會出現因為能量不足而丟棄的情況，最大程度地保證了待傳輸能夠傳輸至目的節(jié)點，如果沒有收到目的節(jié)點的應答報文則釋放當前節(jié)點所預留的能量，該部分能量能夠繼續(xù)為其它業(yè)務服務，避免了當前節(jié)點轉發(fā)該待傳輸業(yè)務而待傳輸業(yè)務被其它節(jié)點丟棄時造成能量浪費的問題，提高了能量的利用效率，同時延長網絡生存時間。
[0142]在一個實施例中，所述中間節(jié)點，進一步還用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲所述充電時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置臨時預留周期；
[0143]如果中間節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則說明中間節(jié)點的可用剩余能量不足以支持轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務。如果中間節(jié)點不具有充電裝置，則丟棄所述能量預留請求，并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文。
[0144]如果中間節(jié)點具有充電裝置，此時需要根據其充電效率和充電時間判斷是否丟棄該能量預留報文。具體地，根據中間節(jié)點的充電效率計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則說明中間節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，稍微充電便可具有足夠的能量轉發(fā)待傳輸業(yè)務，此時延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期。
[0145]所述源節(jié)點，進一步還用于收到所述拒絕報文后，根據所述拒絕報文撤銷對所述待傳輸業(yè)務的發(fā)送。
[0146]源節(jié)點接收所述拒絕報文，解析所述拒絕報文，并根據該拒絕報文不發(fā)送。
[0147]在中間節(jié)點的小于所述預留能量的情況下，如果中間節(jié)點不具備充電裝置，則丟棄所述能量預留請求，并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，源節(jié)點接收到所述拒絕報文后不發(fā)送所述待傳輸業(yè)務，所以，源節(jié)點不會向目的節(jié)點發(fā)送中間節(jié)點沒有足夠能量轉發(fā)的待傳輸業(yè)務，避免了部分中間轉發(fā)該待傳輸業(yè)務時發(fā)送的能量浪費，提高了能量利用效率。在中間節(jié)點具有充電裝置的情況下，如果中間節(jié)點的可用剩余能量與所述預留能量相差不大，那么所需要的充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，此時，延遲所述充電時間后再把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期，減少了待傳輸業(yè)務的傳輸限制，并在源節(jié)點擁塞的情況下，能夠減輕源節(jié)點擁塞。
[0148]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種網絡傳輸的能量預留方法，其特征在于，包括步驟: 獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量； 根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量； 如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量； 如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。
2.根據權利要求1所述的網絡傳輸的能量預留方法，其特征在于，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量步驟之后，進一步還包括步驟: 如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。
3.根據權利要求1所述的網絡傳輸的能量預留方法，其特征在于，在所述根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該業(yè)務所需的預留能量步驟之后，進一步還包括步驟: 如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲所述充電時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期。
4.根據權利要求1所述的網絡傳輸的能量預留方法，其特征在于，在所述把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點直至目的節(jié)點步驟，具體包括步驟: 計算當前節(jié)點轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務時的業(yè)務負載； 若所述業(yè)務負載小于預設的第一負載閾值，則立即轉發(fā)所述能量預留請求下一跳節(jié)占.若所述業(yè)務負載大于所述第一負載閾值，則延遲預設等待時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。
5.根據權利要求1所述的網絡傳輸的能量預留方法，其特征在于，在所述根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該業(yè)務所需的預留能量步驟之后，進一步還包括步驟: 如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量且所述待傳輸業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，則暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的能量以使可用剩余能量大于或等于所述預留能量。
6.一種網路傳輸的能量預留方法，其特征在于，包括: 源節(jié)點通過預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，其中，所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，所述傳輸路徑包括至少一個中間節(jié)點； 中間節(jié)點獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算中間節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量； 如果中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則中間節(jié)點把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，中間節(jié)點在可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量； 如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則中間節(jié)點釋放所預留的能量； 目的節(jié)點接收到所述能量預留請求后，通過所述傳輸路徑向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文； 源節(jié)點接收所述應答報文，并根據所述應答報文發(fā)送所述待傳輸業(yè)務。
7.根據權利要求6所述的網路傳輸方法，其特征在于，在中間節(jié)點獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量步驟之后，進一步還包括步驟: 如果中間節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲所述充電時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置所述臨時預留周期； 源節(jié)點收到所述拒絕報文后，則不發(fā)送所述待傳輸業(yè)務。
8.—種網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量； 能量計算模塊，用于根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量； 能量預留模塊，用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，在所述臨時預留周期內，在當前節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量； 能量釋放模塊，用于如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則釋放當前節(jié)點所預留的能量。
9.根據權利要求8所述的網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 業(yè)務轉發(fā)模塊，用于如果在所述臨時預留周期內收到目的節(jié)點的應答報文后再收到所述源節(jié)點發(fā)送的待傳輸業(yè)務，則將所述待傳輸業(yè)務發(fā)送至下一跳節(jié)點。
10.根據權利要求8所述的網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 丟棄延遲模塊，用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲預設等待時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置臨時預留周期。
11.根據權利要求8所述的網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)，其特征在于，所述能量預留模塊包括: 負載計算模塊，用于計算當前節(jié)點轉發(fā)所述待傳輸業(yè)務時的業(yè)務負載； 轉發(fā)模塊，用于若所述業(yè)務負載小于預設的第一負載閾值，則立即轉發(fā)所述能量預留請求下一跳節(jié)點； 延遲發(fā)送模塊，用于若所述業(yè)務負載大于所述第一負載閾值，則延遲預設等待時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點。
12.根據權利要求8所述的網絡傳輸的能量預留系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 釋放模塊，用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量且所述待傳輸業(yè)務具有較高傳輸優(yōu)先級，則暫停轉發(fā)較低傳輸優(yōu)先級的傳輸業(yè)務，把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點，待收到目的節(jié)點的應答報文后釋放至少一個已經為較低傳輸優(yōu)先級所預留的預留能量直到可用剩余能量大于或等于所述預留能量為止。
13.—種網絡傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括:源節(jié)點、中間節(jié)點以及目的節(jié)點； 源節(jié)點，用于按照預設的傳輸路徑向目的節(jié)點發(fā)送能量預留請求，并接收由目的節(jié)點返回的應答報文，并根據該應答報文發(fā)送所述待傳輸業(yè)務，其中所述能量預留請求包括待傳輸業(yè)務的業(yè)務類別以及業(yè)務量，所述傳輸路徑經過至少一個中間節(jié)點； 中間節(jié)點，用于獲取源節(jié)點發(fā)出的能量預留請求并根據所述業(yè)務類別和業(yè)務量計算當前節(jié)點完成轉發(fā)該待傳輸業(yè)務所需的預留能量，并在中間節(jié)點的可用剩余能量大于或等于所述預留能量，則把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置一個臨時預留周期，其中在所述臨時預留周期內，在中間節(jié)點的可用剩余能量中預留與所述預留能量相等的能量，如果超過所述臨時預留周期并且未收到目的節(jié)點的應答報文，則中間節(jié)點釋放所預留的能量; 目的節(jié)點，用于接收到所述能量預留請求后，向源節(jié)點返回能量預留成功的應答報文。
14.根據權利要求13所述的網路傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述中間節(jié)點，進一步還用于如果當前節(jié)點的可用剩余能量小于所述預留能量，則丟棄所述能量預留請求并向源節(jié)點返回無法轉發(fā)該待傳輸業(yè)務的拒絕報文，或者，計算所述可用剩余能量等于所述預留能量所需的充電時間，若所述充電時間小于或等于預設的最大可接受充電時間，則延遲所述充電時間后把所述能量預留請求發(fā)送至下一跳節(jié)點并設置臨時預留周期； 所述源節(jié)點，進一步還用于收到所述拒絕報文后，根據所述拒絕報文撤銷對所述待傳輸業(yè)務的發(fā)送。
【文檔編號】H04L12/913GK104243353SQ201410484385
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】李新征, 張永忠, 彭松林, 劉偉海, 姚劍平, 馮穗力 申請人:中國電子科技集團公司第七研究所