一种基于多径转发策略的稳定性wsn路由方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线传感网路由协议领域，特别是一种基于多径转发策略的稳定性WSN路由算法。
【背景技术】
[000引WSN的研究起源于20世纪70年代，是一种大规模、无线、自组织、多跳、无分区、无 基础设施支持的网络。WSN中静止或移动的传感器节点W自组织和多跳的方式构成无线网 络，协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把该些 信息汇聚到一点进行处理。受节点工作环境复杂、配置较低、能量有限等限制，WSN要将分布 在大面积区域的网络节点采集的信息汇聚到一点，必须使用多跳中继的方法来传输数据， 该必然需要较好的路由协议来支撑。近年来，研究者对路由算法进行了深入的研究，涌现大 量的路由算法。
[000引 本发明是在深入研究应用于Ad化C网络的DYMO值ynamic MANET化-Demand routing)算法和多头绒泡菌觅食路径形成过程基础上提出来的。DYMO是lETFQnternet 化gineering Task化rce)工作组目前开发Ad化C网络路由协议的热点，是对经典的A0DV 路由协议的继承，是一种动态的按需路由协议。它所建立的是一种单径路由协议，该路径断 了后需要重新寻找路由，因此其稳定性较弱、传输效率较低、节能性较差、收敛速度慢，并且 未考虑能耗问题，易造成网络系统局部过早衰亡，不利于整个系统更加健全的工作。本发明 探索一种能够综合解决DYM0协议面临的该些问题的方案，实质上也就是一个综合考虑WSN 能耗均衡、传输效率、稳定性、收敛速度等多目标组合优化问题。科学研究发现，利用生物体 进化所体现出的智能特性是解决此多目标组合优化问题的有效途径。
[0004] 多头绒泡菌是一种凝胶性真菌，它能通过细胞膜伸出"触角"去探知新食物源并最 终获取食物，该些触角最后能形成粗细明显的觅食路径网络。开始时，将菌落均匀接种在 琼脂培养基上，并在菌落周围放置食物源。由于培养基上少量的实物只可供其短暂生存， 该菌落细胞在流体静压力作用下开始流动，并朝各个方向伸出"触角"去捜寻新食物源，当 找到食物源后，该些"触角"便在菌落和食物源之间形成觅食路径管道，然后通过该路径管 道运送食物。而研究发现，食物在细胞质中的浓度又对觅食路径管壁厚度形成正反馈，即 食物浓度大管道壁会越来越厚，进而管道会越来越粗，从而保存下来，而浓度小的管道越来 越细，最终趋向于消亡。不仅如此，当细菌和食物源之间有多条觅食路径时，在食物源所在 地和细菌所在地的细胞质食物浓度差作用下，对于觅食路径管道短的，流量较大，路径易保 存，而觅食路径管道长的，流量小，路径也会趋于消亡。因此，总结起来就是觅食路径的形成 与食物浓度和觅食路径管道长度有关，浓度为正反馈，长度为负反馈。总体来看，其本质是 在细胞质流量，路径长度因素影响下构建一个具有传输路径较短、传输效率高、稳定性强的 最优觅食路径网络，也是一个多目标组合优化问题。
[0005] 经分析可知，其通过"触角"寻找新的食物源过程与MYT0算法中通过发送RREQ高 度相似，可W通过多次发送RREQ模拟食物流的流动，其反馈过程也类似于RREP分组的作 用。因此，本发明通过仿照多头绒泡菌构建觅食路径的方式来解决MYTO路由算法所面临的 稳定性较弱、传输效率较低、节能性较差、收敛速度慢等问题。目前，该方法已在多领域取得 很好的验证效果。比较经典的实验如"东京地铁网"模拟实验。在"东京地铁网"模拟实验 中，研究人员用一块琼脂仿制了形如东京地区的地图，并将食物源安置在该地图上的一些 主要城市位置处，在该图的东京地理位置处接种多绒泡菌菌种，经过一段时间的培养后发 现，它们能在获取食物过程中形成一个觅食路径网络，该觅食网络与东京地铁网具有极高 的相似度。研究人员通过分析计算，得出其稳定性，传输能力，传输效率都趋于最优化。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种稳定性较强、节能性较好、收 敛速度较快，并且取得了均衡能耗的效果，延长了网络寿命的基于多径转发策略的稳定性 WSN路由方法，本发明的技术方案如下；一种基于多径转发策略的稳定性WSN路由方法，其 包括W下步骤：
[0007] 101、在无线传感网WSN中，判断汇聚节点Sink的位置，如果汇聚节点Sink为初始 源节点Source的邻居节点，贝ij直接将初始源节点Source的数据转发给汇聚节点Sink,否则 跳转至步骤102 ;
[0008] 102、判断初始源节点Source节点是否保存有到汇聚节点Sink的骨干网信息，如 果有则初始源节点Source节点按照此骨干网将数据转发至汇聚节点Sink;如果没有则初 始源节点Source节点发送RREQ路由请求包分组和RREP路由回复包给邻居节点进行分组 构建骨干网，具体包括：
[0009] A、RREQ路由请求包分组步骤：初始源节点Source节点泛洪发送RREQ，邻居节点 接收RREQ分组后将自身能值和编号写入RREQ分组后再次转发出去，后续节点接收到RREQ 分组后，判断其是否为汇聚节点Sink,如果不是汇聚节点Sink,则其只接收第一个RREQ分 组，并且将自身能值和编号写入RREQ分组后再次转发出去；如果是Sink节点，则跳转至步 骤B;
[0010] B、汇聚节点Sink接收RREQ分组后，对RREQ分组进行依次判断，若该RREQ分组为 Source节点发送的首个RREQ路由请求包分组时，则Sink节点接收前化个RREQ分组，BL 表示算法需要寻找的骨干网独立路径的条数，并且直接将RREQ中的路径信息保存到Sink 节点，路径可信度记为1，然后Sink节点将发送RREP路由回复包分组告知初始Source节点 发送后续RREQ分组；
[001U 103、如果判断该RREQ分组不是Source节点发送的首个RREQ分组时，则Sink节 点接收前N地L个RREQ，其中N为一个整数，表示骨干网路径的条数的倍数，然后将其携带的 路径信息和Sink节点保存的路径信息相比较，再次出现的路径，其可信度加1，没有再次出 现的路径，其可信度减1，然后按照可信度大小排序后保存在Sink节点中，可信度相同的 按照路径耗时长短排序；当Sink节点中保存的化条路径信息的可信度小于0时，其将被本 次RREQ携带的不同于Sink节点中保存的路径信息代替，并且按照到达Sink节点的顺序依 次替代，RREQ携带的其余路径信息舍弃；
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