一种无线传感网络的拓扑控制的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9691625阅读:来源:国知局
邻节点的标识信息、所 述当前节点u与其他所有相邻节点Vi的路径损耗Pi (Vi-U)和每个相邻节点Vi与所述当前节 点U通信的最小发射功率Pth(Vl-u)加入到与所述当前节点u对应的第一邻居节点信息列表 中,并使所述第一邻居节点信息列表中的所有相邻节点 Vl按照路径损耗Pi从小到大排序,其 他所有相邻节点按照该方法建立对应的所述第一邻居节点信息列表;
[0047]所述信息列表接收单元,用于所述当前节点u接收其他所有相邻节点发送的对应 的所述第一邻居节点信息列表;
[0048] 所述判断单元,用于循环对比与所述当前节点u对应的所述第一邻居节点信息列 表内的和与所有相邻节点发送的对应的所述第一邻居节点信息列表内的路径损耗Pi排序 和最小发射功率Pth,判断与第一相邻节点是否建立连接,以保证所述无线传感网络的能耗 最低;
[0049] 若是,则触发所述确认消息发送单元;
[0050] 所述确认消息发送单元,用于将确认建立连接的确认消息发送给所述第一相邻节 点,以使所述第一相邻节点根据确认消息保留对应的所述第一邻居节点信息列表内的该通 信链路;
[0051] 所述第二信息列表建立单元,用于将该第一相邻节点的标识信息和最小发射功率 Pth存储在第二邻居节点信息列表中,以根据所述第二邻居节点信息列表中的相邻节点建立 所述无线传感网络的最小发射功率的拓扑结构。
[0052] 在本发明的一种具体实现方式中,所述装置还包括:删除消息发送单元,用于在所 述判断单元判断不与所述第一相邻节点建立连接时,将删除连接的删除消息发送给所述第 一相邻节点,以使所述第一相邻节点根据删除消息删除对应的所述第一邻居节点信息列表 内的该通信链路。
[0053]为达到上述目的,本发明实施例还公开了一种无线传感网络的拓扑控制的装置, 其特征在于,应用于无线传感网络的节点,所述装置包括:接收单元、第二参数获得单元、第 一信息列表建立单元、信息列表接收单元、判断单元、确认消息发送单元和第二信息列表建 立单元;
[0054] 所述接收单元,用于当前节点u接收所述无线传感网络中的其他所有相邻节点Vl 发送的hello消息,所述hello消息包括:发送该hello消息的相邻节点的标识信息和最大发 送功率Ptmax;
[0055] 所述第二参数获得单元,用于根据收发节点间的距离、每条路径的反射系数、自由 空间波长和发射天线与接收天线对每条路径的天线增益乘积,确定收发节点间的路径损耗 Pi(vi-u),并确定每个相邻节点Vi与所述当前节点u通信的最小发射功率Pth(vi-u);
[0056] 所述第一信息列表建立单元,用于将发送该hello消息的相邻节点的标识信息、所 述当前节点u与其他所有相邻节点Vi的路径损耗Pi (Vi-U)和每个相邻节点Vi与所述当前节 点U通信的最小发射功率Pth(Vl-u)加入到与所述当前节点u对应的第一邻居节点信息列表 中,并使所述第一邻居节点信息列表中的所有相邻节点 Vl按照路径损耗Pi从小到大排序,其 他所有相邻节点按照该方法建立对应的所述第一邻居节点信息列表;
[0057]所述信息列表接收单元,用于所述当前节点u接收其他所有相邻节点发送的对应 的所述第一邻居节点信息列表;
[0058] 所述判断单元,用于循环对比与所述当前节点u对应的所述第一邻居节点信息列 表内的和与所有相邻节点发送的对应的所述第一邻居节点信息列表内的路径损耗Pi排序 和最小发射功率Pth,判断与第一相邻节点是否建立连接,以保证所述无线传感网络的能耗 最低;
[0059] 若是,则触发所述确认消息发送单元;
[0060] 所述确认消息发送单元,用于将确认建立连接的确认消息发送给所述第一相邻节 点,以使所述第一相邻节点根据确认消息保留对应的所述第一邻居节点信息列表内的该通 信链路;
[0061] 所述第二信息列表建立单元,用于将该第一相邻节点的标识信息和最小发射功率 Pth存储在第二邻居节点信息列表中,以根据所述第二邻居节点信息列表中的相邻节点建立 所述无线传感网络的最小发射功率的拓扑结构。
[0062] 在本发明的一种具体实现方式中,所述装置还包括:删除消息发送单元,用于在所 述判断单元判断不与所述第一相邻节点建立连接时,将删除连接的删除消息发送给所述第 一相邻节点,以使所述第一相邻节点根据删除消息删除对应的所述第一邻居节点信息列表 内的该通信链路。
[0063]可见本发明实施例中,采用路径损耗作的排序作为链路质量标准,具有较好的对 称性和可靠性,更能真实反映链路质量的排序,因此,依据该链路质量标准所建立的最小发 射功率的网络拓扑结构的优势更为明显,能够进一步减少时间消耗过大的问题,而且,路径 损耗的排序和路径的选择可以同时进行,具有更好的动态性。当然,实施本发明的任一产品 或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0064] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0065] 图1为本发明实施例提供的一种无线传感网络的拓扑控制的方法的流程示意图;
[0066] 图2为本发明实施例提供的另一种无线传感网络的拓扑控制的方法的流程示意 图;
[0067] 图3为本发明实施例提供的一种无线传感网络的拓扑控制的装置的结构示意图;
[0068] 图4为本发明实施例提供的另一种无线传感网络的拓扑控制的装置的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0069] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0070] 本发明实施例提供一种无线传感网络的拓扑控制的方法及装置,其应用于无线传 感网络的节点,方案中,当前节点接收其他所有相邻节点发送的hello消息,获得路径损耗, 确定最小发射功率,将与该相邻节点对应各个参数加入到与当前节点对应的第一邻居节点 信息列表中,并按照路径损耗从小到大排序,当前节点接收其他所有相邻节点发送的对应 第一邻居节点信息列表,循环对比路径损耗排序和最小发射功率,判断与第一相邻节点是 否建立连接,若是,则将确认建立连接的确认消息发送给第一相邻节点,将该第一相邻节点 的标识信息和最小发射功率存储在第二邻居节点信息列表中。
[0071] 下面通过具体实施例,对本发明进行详细说明。
[0072] 参考图1,图1为本发明实施例提供的一种无线传感网络的拓扑控制的方法的流程 示意图,其应用于无线传感网络的节点,包括如下步骤:
[0073] S101:当前节点u接收所述无线传感网络中的其他所有相邻节点Vi发送的hello消 息;
[0074] 其中,hello消息又可以称为招手消息、招呼消息或问候消息,这里,hello消息包 括:发送该hel 1〇消息的相邻节点的标识信息和最大发送功率Ptmax。
[0075] S1021:根据接收到的每个相邻节点的信号的信号强度rSSu(Vl)和每个相邻节点^ 的最大发送功率Ptm ax(Vi),获得路径损耗Pl(Vi-U),并确定每个相邻节点Vi与所述当前节点 U通信的最小发射功率P th(Vi-U);
[0076] 其中,根据接收到的每个相邻节点的信号的信号强度rSSu(Vl)和每个相邻节点^ 的最大发送功率Ptm ax(Vi),获得路径损耗Pl(Vi-U),并确定每个相邻节点Vi与当前节点U通 信的最小发射功率Pth(Vi4U),包括:
[0077] 通过公式
[0078] Pi(vi^u)=kPt max(vi)-rssu(vi)
[0079] 获得路径损耗Pi(vi-u),其中,k为无线传感网络的节点的安全系数,rssu(vi)为 接收到的每个相邻节点的信号的信号强度,P tmax(Vl)为每个相邻节点^的最大发送功率;
[0080] 通过公式
[0082]确定每个相邻节点Vi与当前节点u通信的最小发射功率Pth(vi-u),其中,rssth为 信号强度rss的阈值:
Pn为固有噪声电平,R为数据传输 速率,Bn为噪声宽带,prrth为收包率prr的门限值,f为帧的长度。另外收包率prr=(l-Pe)8f, 其中,Pe为误比特率。
[0083] 目前,常用的通信链路质量标准有:收包率(PRR,Packet Reception Rate)、链路 质量指不(LQI,Link Quality Indicator)和接收信号强度指不(RSSI,Received Signal Strength Indicator)〇
[0084] PRR的计算需要发送大量探测包,这样会增加通信开销,而且对链路状况的反映也 不够灵敏;其次,PRR值是通过统计方法计算出来的,实时性不够好。因此,PRR不适合应用于 无线传感网络。LQI是一个比特水平的度量标准,直接用作链路
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