u) =kPtmax(vi)-rSSu(vi) 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，Ptmax(V1)为每个相邻节点^的最大发送功率； 通过公式确定每个相邻节点^与所述当前节点U通信的最小发射功率，其中，rssth为信号强度 r ss的阈值，Pn为固有噪声电平，R为数据传输速率，B nS 噪声宽带，prrth为收包率prr的门限值，f为帧的长度;所述收包率prr = (I -Pe)8f，其中，Pe为 误比特率。4. 一种无线传感网络的拓扑控制的方法，其特征在于，应用于无线传感网络的节点，所 述方法包括步骤： 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V1发送的hello消息，所述 hel Io消息包括:发送该hel Io消息的相邻节点的标识信息和最大发送功率Ptmax; 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(V1^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); 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^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V 1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； 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； 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； 若是，则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； 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。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 若所述当前节点u判断不与所述第一相邻节点建立连接，则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。6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述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)，包括： 通过公式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； 通过公式确定每个相邻节点^与所述当前节点U通信的最小发射功率，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，B nS 噪声宽带，prrth为收包率prr的门限值，f为帧的长度;所述收包率prr = (I -Pe)8f，其中，Pe为 误比特率。7. -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、第一参数获得单元、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； 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V1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; 所述第一参数获得单元，用于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Vi的最大发送功率Ptmax(Vi)，获得路径损耗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); 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Pl(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(V1^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^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； 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； 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； 若是，则触发所述确认消息发送单元； 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； 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。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，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。9. 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； 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V1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; 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(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); 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Pl(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(V1^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Vi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； 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； 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； 若是，则触发所述确认消息发送单元； 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； 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。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明实施例公开了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，方法包括：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。应用本发明实施例，能够建立最优的最小发射功率的网络拓扑结构。
【IPC分类】H04W84/18, H04W40/24
【公开号】CN105451294
【申请号】CN201510742803
【发明人】吴豪, 刘彦君, 郑重
【申请人】吴豪, 刘彦君, 郑重
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月4日