一种无线传感网络的拓扑控制的方法及装置的制造方法_3

文档序号:9691625阅读:来源:国知局
质量标准会导致排序的不确 定性,因此,LQI也不适合应用于无线传感网络。RSSI具有不对称性和不可靠性,不能正确反 映链路质量和距离,因此,引入路径损耗Pi。
[0085] S103: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 (Vi-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 νι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;
[0086] 与RSSI的排序相比,路径损耗Pi的排序作为链路质量的标准更具有优势:(1)在节 点间距离环境相对不变的情况下,路径损耗保持在一个确定的范围内;(2)RSSI要求节点具 有相同的发射功率,而路径损耗不需要;(3)在节点间距离环境不变的情况下,路径损耗的 对称性好。
[0087] S104: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;
[0088] S105: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;
[0089] 这种情况下,根据路径损耗和最小发射功率的循环对比,在保证所述无线传感网 络的能耗最低的情况下,判断是否与该邻居节点建立通信链路。
[0090] 若判断与第一相邻节点建立连接,则执行步骤S106;
[0091 ] S106:将确认建立连接的确认消息发送给所述第一相邻节点;
[0092] 这样,可以使第一相邻节点根据确认消息保留对应的第一邻居节点信息列表内的 该通信链路。
[0093] 实际应用中,该方法还包括:若当前节点u判断不与第一相邻节点建立连接,则将 删除连接的删除消息发送给第一相邻节点,以使第一相邻节点根据删除消息删除对应的第 一邻居节点信息列表内的该通信链路。这样判断是否与下一相邻节点建立通信链路时,减 少对比量。
[0094] S107: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。
[0095] 这样,可以根据第二邻居节点信息列表中的相邻节点建立无线传感网络的最小发 射功率的拓扑结构。
[0096] 应用图1所述实施例,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。
[0097] 参考图2,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,其应用于无线传感网络的节点,包括如下步骤:
[0098] 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;
[0099] 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。
[0100] S1022: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( Vl-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);
[0101 ]其中,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Pibi-u),包括:
[0102] 通过公式
[0104]确定收发节点间的路径损耗,其中,1为收发节点间的距离,RX为第X条路径的反射 系数,λ为自由空间波长,Gx为发射天线与接收天线对第X条路径的天线增益乘积;
[0105] 通过公式
[0107] 确定每个相邻节点Vl与当前节点u通信的最小发射功率,其中,rssth为信号强度 r s s的阈值,
,Pn为固有噪声电平,R为数据传输速率,Β ν* 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 = (1 -Pe)8f,其中,Pe 为误比特率。
[0108] S103: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 (Vi-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 νι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;
[0109] S104: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列 表;
[0110] S105: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;
[0111] 这种情况下,根据路径损耗和最小发射功率的循环对比,在保证所述无线传感网 络的能耗最低的情况下,判断是否与该邻居节点建立通信链路。
[0112] 若判断与第一相邻节点建立连接,则执行步骤S106;
[0113] S106:将确认建立连接的确认消息发送给所述第一相邻节点;
[0114] 这样,可以使第一相邻节点根据确认消息保留对应的第一邻居节点信息列表内的 该通信链路。
[0115] 实际应用中,该方法还包括:若当前节点u判断不与第一相邻节点建立连接,则将 删除连接的删除消息发送给第一相邻节点,以使第一相邻节点根据删除消息删除对应的第 一邻居节点信息列表内的该通信链路。
[0116] S107: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。
[0117] 这样,可以根据第二邻居节点信息列表中的相邻节点建立无线传感网络的最小发 射功率的拓扑结构。
[0118] 应用图2所述实施例,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。
[0119] 参考图3,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,其应用于无线传感网络的节点,该装置包括:接收单元301、第一参数获得单元 3021、第一信息列表建立单元303、信息列表接收单元304、判断单元305、确认消息发送单元 306和第二信息列表建立单元307。
[0120] 其中,接收单元301,用于当前节点u接收无线传感网络中的其他所有相邻节点Vi 发送的hello消息。
[0121 ] 这里,he 11〇消息又可以称为招手消息、招呼消息或问候消息,包括:发送该he 11〇 消息的相邻节点的标识信息和最大发送功率Ptmax。
[0122] 第一参数获得单元3021,用于根据接收到的每个相邻节点的信号的信号强度rSSu (Vi)和每个相邻节点Vi的最大发送功率Ptmax(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(vi-u)。
[0123] 第一信息列表建立单元303,用于将发送该hello消息的相邻节点的标识信息、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与当前节点U通信 的最小发射功率Pth(Vl-u)加入到与当前节点U对应的第一邻居节点信息列表中,并使第一 邻居节点信息列表中的所有相邻节点^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第一邻居节点信息列表。
[0124] 信息列表接收单元304,用于当前节点u接收其他所有相邻节点发送的对应的第一 邻居节点信息列表。
[0125] 判断单元305,用于循环对比与当前节点u对应的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,以保证无线传感网络的能耗最低。
[0126] 若是,则触发所述确认消息发送单元306。
[0127] 确认消息发送单元306,用于将确认建立连接的确认消息发送给第一相邻节点,以 使第一相邻节点根据确认消息保留对应的第一邻居节点信息列表内的该通信链路。
[0128] 第二信息列表建立单元307,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,以根据第二邻居节点信息列表中的相邻节点建立无线 传感网络的最小发射功率的拓扑结构。
[0129] 另外,该装置还可以包括:删除消息发送单元。(图3中未示出)
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