一種基於功率控制的無線傳感器網絡節能路由方法
2023-10-11 19:20:09
專利名稱：一種基於功率控制的無線傳感器網絡節能路由方法
技術領域：
本發明涉及無線路由器網絡技術，特別涉及基於功率控制的無線傳感器網 絡高效節能的路由方法。
背景技術：
近年來，無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks, WSN)引起/全世界範 圍的廣泛關注，它綜合丫傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信 技術、分布式信息處理技術等，是多學科高度交叉、新興前沿的研究領域。WSN 是由部署在監測區域內的大量微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的 一個多跳的自組織網絡系統。傳感器節點監測的數據沿著其它傳感器節點逐跳 地進行傳輸，在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理，經過多跳後路由到 協調者，最後通過網際網路或無線網絡達到伺服器。用戶通過伺服器對傳感器網 絡進行配置和管理。無線傳感器網絡將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界 融合在一起，改變了人類與自然界的交互方式。
與無線自組織網絡(mobile Ad Hoc network)相比除具有分布式、節點自組 織性、拓撲變化、多跳路由等特點外，還具有節點能力受限、可靠性差、部署 規模大、密度高等特性，從而無線傳感器網絡不同於傳統網絡的特點給傳感器 網絡的設計與實現提出了新的挑戰(1)低能耗，無線傳感器網絡長期在無人 值守的狀態，給傳感器節點充電或換電池非常困難；(2)低成本，傳感器網絡 節點通信、計算和存儲能力有限，要求開發較低資源開銷的通信協議；(3)節 點冗餘，通常在檢測區域內部署大規模的傳感節點來減少不可靠，但冗餘的節 點造成數據包碰撞的機率增大，誤碼率增加，降低節點間通信效率；(4)協作，節點間需要交換信息，共同實現對目標、事件進行匯總、處理。
在傳感器網絡諸多應用中，無線傳感器網絡節點規模大，體積小，通常攜
帶十分有限的電池，部署區域環境複雜，甚至人員無法到達，採用人工的方式
更換節點電池來補充能源是不現實，因此必須儘量減少節點的能量消耗，有效
延長節點的工作時間和網絡的整體壽命。根據無線傳感器網絡的特點，設計新
的協議、算法和節能策略來減少網絡的能耗是當前無線傳感器網絡最重要的研
究內容之一，其中路由協議是減少能量消耗的重要手段。
路由協議是網絡通信的核心技術，沒有良好路由協議的支撐，無線傳感器
網絡穩定性很難保證，整體節能也難以實現，無線傳感器網絡低功耗市場競爭
優勢便不復存在。因此設計無線傳感器網絡高效低功耗路由協議是無線傳感器
網絡亟待解決的問題[。目前無線傳感器網絡路由協議都並不完善，在網絡自愈
性、節能、減少路由開銷等方面都存在改進空間，特別是在節能方面，現有的
路由協議都不能很好的適應無線傳感器網絡的需求。
無線傳感器網絡路由協議可以借鑑成熟的Ad hoc網絡路由協議，由RFC
3561規範的Ad hoc網絡的路由協議AODV (Ad hoc On demand Distance Vector
routing)經過適當的修改可以很好地應用於無線傳感器網絡。AODV是一種按需 驅動的路由協議，它能夠在移動節點之間建立動態多跳路由並維護一個Ad hoc
AUJJV曰匕LL I」AA l大迷逸i:tU恭l plH AA口'J工倉出，11U醜兀z!、而女！j^^、-e巾-
處於非活動狀態路徑的路由。AODV —個很重要的創新點是對每一條路由使用 了一個目的序列號，使用目的序列號可以保證路由無環路。
AODV定義了三種消息類型路由請求(RREQ)、路由回復(RREP)、路由 錯誤(RERR)。當節點需要一個到新目的節點的路由時，該節點會廣播路由請求 進行尋找。當該路由請求到達目的節點，或者一個中間節點具有一個到目的節點的"足夠新"的路由時，這條新路由便可以確定下來。當一條到目的節點的 路由項序列號大於或等於路由請求中該目的節點的序列號時，這條路由便是"足 夠新"的路由。具有"足夠新"路由的節點會通過單播"路由回復"的方法將 該路由信息告訴路由請求節點。每一個收到路由請求的節點都會緩存一個到路 由請求源節點的反向路由，這樣，"路由回復"便會從最終目的節點或者滿足請 求條件的中間節點順利傳遞到請求節點。
在無線傳感器網絡中，節點絕大部分能量消耗在無線通信模塊上，有研究 表明，傳感器節點使用無線方式傳輸1比特到100米遠所消耗的能量可供處理
器處理3000條指令。因此在使用無線傳感器網絡路由協議保證節點間正常通信
的基礎上，通過使用功率控制技術減少每一跳節點的發射功率對減少節點能耗 具有重要意義。
無線傳感器網絡中的功率控制機制研究主要集中在3個方面，即網絡層功
率控制、鏈路層功率控制以及混合功率控制。網絡層功率控制所關心的問題是 如何通過改變發射功率動態調整網絡的拓撲結構和選路，最終使全網性能得到
優化；鏈路層功率控制主要通過在MAC層來完成，發送節點根據每個報文目的 節點的距離、信道狀況等條件來動態調整發射功率，用以提高網絡容量或降低 節點能耗。混合功率控制將這兩種機制結合起來，用網絡層的功率控制調整網 絡拓撲結構和選路，而在發送報文時通過鏈路層功率控制根據目的節點的遠近 調整發送所用的功率。
目前在功率控制方面的機制都沒有考慮到數據傳輸的要求和特點，也就是 在數據傳輸要求時才需要對發射功率進行適當的控制。而數據傳輸最關鍵的部 分是路由的建立，因此在建立路由過程中將功率控制考慮進來是最直接，最有 效，也是最簡單可行的辦法，也是本發明的主要工作。 發明內容本發明的目的在於，給能量受限的無線傳感器網絡提供一種基於功率控制的 節能路由協議。本發明涉及節點與鄰居最優通信功率的建立、能量最優路由的
廷旦守rj廿。卞i "j 乂Lss;i^;歐研門tiBr h ,w、ycgi5巡i曰T失伏目e;裡淚耗琅大的牛寸^、， 本 發明提供了一種功率控制方法使得節點間通信功率最小，並在此基礎上設計一 種基於AODV路由協議的考慮多條路徑總消耗，並選擇最小功率消耗那條路徑作 為數據傳輸的節能路由協議，該協議能在能量受限的無線傳感器網絡中很好地 節約能量。
本發明解決技術問題所採用的技術方案為
本方案所適用的無線傳感器網絡節點組成相同(通常指節點的射頻特性相 同，有相同的接收門限與相同的發射功率級)，網絡節點無線通信模塊有若干個 發射功率級，節點口」'以動態地調整發射功率。為了減少存儲表項以及發送和接 收報文的大小，該節能路由協議的地址使用IEEE 802. 15.4定義的64比特接口標 識符，即64位擴展地址。
這種基丁功率控制的無線傳感器網絡節能路由協議主要分為兩個過程，前向
路由建立過程與後向路由建立過程
1)前向路由建立過程在節點加入到網絡後，初始化路由表，發送自身信
息(包括身份ID等信息)到匯聚節點(匯聚節點是傳感器網絡中數據匯
聚的節點)，開始啟動建立到匯聚節點的路由過程以最大發射功率發送
路由請求RREQ報文，如圖1所示。該RREQ報文經過多個中間節點的轉發才
能到達匯聚節點。 中間節點收到RREQ報文後，進行兩部分的操作
a)中間節點根據最大功率值、接收功率值、接收門限值可以求得它的上 一跳鄰居節點(即發送該RREQ報文的節點)與該中間節點之間通信鏈 路的最小發射功率^，而不必使用最大功率，並將最小發射功率記錄在反向路由表項中的欄位"該跳發射功率"，路由表如圖2所示。
注^ = 一^——，其中《發送節點的發送功率；自己能
夠正確檢測並解碼信號的功率門限；《接收信號的能量。
b)該中間節點接著判斷自己是不是路由請求RREQ報文的目的地(即匯聚
TIA^U。 ^UJ術1、疋，兀"1寸取勺、"yj牛糸力U;tiJ SUi7牙、1」，W、tfl妃、功傘 丄貝甲， 然後對修改後的RREQ報文進行轉發；如果是，則該中間節點就是匯聚
節點，匯聚節點收到第一個RREQ報文後，在一定時間內對收到的所有 RREQ報文進行緩存(由於是廣播，可能有多個RREQ報文經由不同的路 逕到達匯聚節點)，接著對收到的多個RREQ報文中"到源節點的總功 率"欄位進行比較，選擇對該欄位最小的RREQ報文進行回復。 2)後向路由建立過程匯聚節點選擇"到源節點的總功率"最小的RREQ報 文進行回復，構造RREP報文，並單播發送RREP報文，RREP報文格式如圖3 所示，該報文的目的地(目的節點的地址)為發送RREQ報文時的源節點。 RREP報文中添加了 "該跳最小發射功率"和"到匯聚節點的總功率"兩 個欄位，匯聚節點發出的RREP報文中，前者的值設置為反向路由表中記 錄的&值，後者的值設置為"0"。當某中間節點收到其相鄰節點x的RREP 報文時，該節點就可以建立到匯聚節點的路由，而該路由的下一跳節點 就是節點x，且到節點x的最佳發射功率為其收到的發自節點x的RREP報文 中的"該跳最小發射功率"。該中間節點的路由表中到"到目的節點的總 功率"等於所接收到的RREP報文中"該跳最小發射功率"與"到匯聚節 點的總功率"之和。需要注意的是，在前向路由建立過程中，每個中間 節點都已經建立了到源節點的反向路由，並且都已經計算並記錄好最小 發射功率i^。另外，該中間節點還將使用到源節點的反向路由表中的信息修改RREP報文中的欄位"該跳最小發射功率"和"到匯聚節點的總功
率"，並沿該路由的下一跳節點將修改後的RREP報文轉發出去。這樣，RREP 報文經過若干個中間節點後到達源節點，並在這個一系列轉發過程中建 立了由源節點到匯聚節點的路由。 這樣就建立了源節點到到匯聚節點的路由，節點的報文傳輸將通過新建立起 來的路由進行傳輸，在發送報文之前査詢路由表，不僅査詢到達匯聚節點的下 一跳節點地址，同時査詢發送數據到下一跳節點的發射功率，該功率也就是節 點到下一跳節點的最小發射功率。
根據本發明的發明目的，本發明提供一種基於功率控制的無線傳感器網絡節
能路由方法，該方法包括下列歩驟
在無線傳感器網絡中建立從源節點到匯聚節點的前向路由； 在無線傳感器網絡中建立從匯聚節點到源節點的後向路由； 通過建立起來的所述前向路由和所述後向路由傳輸報文。
根據本發明的一個方面，所述建立前向路由具體包括以下歩驟 步驟2-l:源節點加入到所述無線傳感器網絡後初始化路由表， 步驟2-2:向匯聚節點發送所述源節點的自身信息； 步驟2-3:以最大發射功率發送路由請求報文；
3P3果Z'—41 /ff出i育^K:H^ JCSiXl王二^、一q、M"1 iaJ "P ;13、T /3L^!」YL^d "P ,e、； 步驟2-5:所述中間節點計算其上一跳鄰居節點與該中間節點之間通信鏈路 的最小發射功率；
步驟2-6:建立所述中間節點到源節點的反向路由；
歩驟2-7:判斷所述中間節點是否存在到匯聚節點的路由，如果有，則進入 步驟2-8;否則，進入步驟2-9;
步驟2-8:構造新的路由請求報文，並沿著所述到匯聚節點的路由單播所述新的路由請求報文到匯聚節點；
步驟2-9:構造新的路由請求報文，並以最大發射功率廣播所述新的路由請 求報文。
根據本發明的一個方面，所述建立後向路由具體包括以下步驟
步驟3-l:在路由請求報文到達匯聚節點後，匯聚節點設定一定時間段，在
所述時間段內繼續接收從不同路逕到達的路由請求報文；
歩驟3-2:匯聚節點對收到的所有路由請求報文中進行比較；
步驟3-3:根據步驟3-2的比較結果，構造路由回復報文，並根據所述前向路
由中建立的所述到源節點的反向路由，將路由冋復報文單播給對應的中間節點； 步驟3-4:中間節點收到路由回復報文後，建立到匯聚節點的正向路由； 步驟3-5:構造新的路由回復報文；
步驟3-6:當新的路由回復報文經過多個中間節點，最終到達源節點後，正 向路由建立過程結束，完成源節點到匯聚節點的節能路由建立過程。
根據本發明的一個方面，所述歩驟2-3中將路由請求報文中的"到源節點的
總功率"欄位值設置為零。
根據木發明的一個方面，所述歩驟2-5中的中間節點根據最大功率值、接收 功率值、接收門限值求得其上一跳鄰居節點與所述中間節點之間通信鏈路的最 小發射功率，並將最小發射功率記錄在路由表的"該跳發射功率"欄位中u
根據本發明的一個方面，所述歩驟2-6中建立到源節點的反向路由的具體方 法是在路由表中填入計算得到的"該跳發射功率"以及"到目的節點總功率" 欄位，所述"到目的節點總功率"欄位的值等於接收到的路由請求報文中"到 源節點的總功率"欄位加上該跳最小發射功率。
根據本發明的一個方面，所述步驟2-8中新的路由請求報文屮的"到源節點 的總功率"欄位值為原路由請求報文中"到源節點的總功率"欄位值、路由表
11中"該跳發射功率"欄位值、路由表中"到目的節點總功率"欄位值三者之和。 根據本發明的一個方面，所述步驟2-9中新的路由請求報文中的"到源節點 的總功率"欄位值等於原路由請求報文中"到源節點的總功率"欄位值加上該 跳最小發射功率。
根據本發明的一個方面，所述步驟3-2中匯聚節點對收到的所有路由請求報
文中"到源節點的總功率"欄位進行比較，選擇該欄位值最小的路由請求報文 發送路由回復報文。
根據本發明的一個方面，所述歩驟3-3中構造路由回復報文，填入"該跳最
小發射功率"和"到匯聚節點的總功率"兩個欄位，其中"該跳最小發射功率" 欄位由計算所得，"到匯聚節點的總功率"初始為零。
根據本發明的一個方面，所述歩驟3-5中構造新的路由回復報文，填入"該 跳最小發射功率"和"到目的節點的總功率"兩個欄位，其中"該跳最小發射 功率"欄位可由到源節點的路由表中査得，"到匯聚節點的總功率"欄位為路由 回復報文中原"到匯聚節點的總功率"欄位值與"該跳最小發射功率"值之和。
本發明產生的有益效果是
該發明彌補了現有路由協議的選路中並沒有發射功率的問題，目前的路由協 議中很多時候節點總是以固定的發射功率發送報文，這樣造成能量的無謂消耗。 此發明考慮到兩通信節點的距離並小總是相問，發射功率可以進行迠當的調整， 然後在路由的建立過程屮，計算發送報文到下一跳節點的最小發射功率，這樣 發送報文的時候可以不用採用最大發射功率，從而可以節省節點寶貴的能量資 源。
為了進一步說明本發明的原理及特性，以下結合附圖和具體實施方式
對 本發明進行詳細說明。
圖1是按照本發明一個實施方式的路由請求RREQ報文的結構示意圖。
圖2是按照本發明一個實施方式的路由表結構示意圖。
圖3是按照本發明一個實施方式的路由回復RREP報文的結構示意圖。
圖4是按照本發明一個實施方式的建立節能路由的過程示意圖。
圖5是按照本發明一個實施方式的建立前向節能路由的流程示意圖。
圖6是按照本發明一個實施方式的建立後向節能路由的流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細描述本發明的具體實施方式
。
圖1是按照本發明一個實施方式的路由請求RREQ報文的結構示意圖。 這個RREQ報文的結構與A0DV中報文的結構主要不同在於增加了 "到源節 點的總功率"欄位，這個欄位可以用於目的節點對多條路由路徑的優化選擇， 選擇一條到達源節點總功率最小的RREQ報文進行回復，從而最人限度的節省全 網能量消耗。
圖2是按照本發明一個實施方式的路由表結構示意圖。
路由表主要用於發送報文之前查詢下一跳地址，同時査詢發送報文所需要 的最小發射功率。該路由表與傳統路由表最主要的區別就是不僅僅包含下一跳 的地址，而且包含了 "該跳發射功率"和"到目的節點總功率"這兩個欄位， 如圖2所示。
圖3是按照本發明一個實施方式的路由回復RREP報文的結構示意圖。 這個RREP報文的結構與AODV屮報文結構主要區別在於增加了 "該跳最小發 射功率"和"到匯聚節點的總功率"，當中間節點收到RREP報文時可由這兩個字 段修改相關路由表信息，路由表項屮"到目的節點的總功率"等於所收到的RREP 報文中的"該跳最小發射功率"與"到匯聚節點的總功率"之和。 圖4是按照本發明一個實施方式的建立節能路由的過程示意圖。
13如圖4所示，圖中的圓點表示節點。藍色實心節點"，"表示源節點，在 圖中以大寫字母S表示，紅色實心節點"*"表示匯聚節點，在圖中以大寫字
母D表示。空心節點"o"表示中間節點，在圖中小寫字母a、 b、 c…表示的節
點均為中間節點。
當源節點s有數據發送時，首先查詢路由表，如果有達到匯聚節點的路由表
項則根據該表項中的路由信息發送數據，當發現沒有達到外:聚節點的路由表項
時，則以最大發射功率廣播RREQ報文，此時丌始節能路由的前向路由建立階段。 在源節點通信範圍內的節點都可以收到源節點發送的RREQ報文，圖4中節點 a,b，c，d，f，g節點均收到RREQ報文，然後這些節點查詢自身的路由表，如果發現 有到達匯聚節點的路由信息則直接單播RREQ報文至匯聚節點，如果沒有則修改 RREQ報文中的欄位"到源節點的總功率"，並再次以最大功率廣播出去，圖中 a，b，c，d，f，g六個節點均將再次廣播RREQ報文。同時注意到，具有同一路由請求 工D的RREQ報文，代表著同一個RREQ報文，中間節點若先後收到多個具有相同的 路由請求ID的RREQ報文時，該中間節點將直接丟棄後續重複的RREQ報文。(圖中 的虛線代表著RREQ報文的傳播路徑)
這樣就有可能有多個REEQ報文經由多個不同的路逕到達匯聚節點D。匯聚節 點根據收到的多個RREQ報文，選擇最優路由的RREQ報文(也就是該報文中欄位 "到源節點的總功率"的值最小)發送路由回復RREP報文，對於本例而言也就 是選擇D-e-d-S這條路逕到達源節點(如圖中實線所示)，注意RREP報文的傳輸 是單播的。中間節點和源節點在收到RREP報文後，更新自身的路由表，從而建 立到達匯聚節點的路由，結朿整個節能路由建立過程。
圖5是按照本發明一個實施方式的建立前向節能路由的流程示意圖。
如圖5所示為節能路由前向建立流程圖，具體流程如下
步驟5-l:源節點以最大發射功率廣播RREQ報文，此時RREQ報文中"到源節點的總功率"欄位值設置為零；
步驟5-2:中間節點收到RREQ報文，比較路由請求ID，如果發現曾經收到過 相同ID的RREQ報文則直接丟棄，否則轉到下一步；
步驟5-3:中間節點取出接收到的RREQ報文中的功率值及上一跳節點的地
址；
步驟5-4:中間節點根據接收到的RREQ報文最大功率值、接收功率值、接收 門限值可以求得它的上一跳節點(發送RREQ報文給它的節點)與該屮間節點之 間的通信鏈路的最小發射功率^;
歩驟5-5:中間節點建立到源節點的反向路由。具體方法是，在路由表中填 入計算得到的"該跳發射功率"，以及"到目的節點總功率"欄位，該總功率 欄位等丁-接收到的RREQ報文中"到源節點的總功率"欄位加t.該跳計算出的最 小發射功率&。
歩驟5-6:判斷該中間節點是否存在到匯聚節點的路由，如果有，則進入步 驟5-7;否則，進入歩驟5-8;
歩驟5-7:構造新的RREQ報文，並沿著該路由單播該RREQ報文到匯聚節點， 而新的RREQ報文中的"到源節點的總功率"為原RREQ報文中該欄位值、路由表 中到達目的節點的"該跳發射功率"、路由表中"到目的節點總功率"三者之和。
步驟5-8:構造新的RREQ報文，並以最大發射功率廣播RREQ報文，新的KREQ 報文中的"到源節點的總功率"欄位等於原RREQ報文中總功率欄位加上該跳最 小功率值。
圖6是按照本發明一個實施方式的建立後向節能路由的流程示意圖。 如圖6所示為節能路由後向建立流程圖，具體流程如下 步驟6-l: RREQ報文最終到達匯聚節點後，匯聚節點設定一定時間，在該時 間內繼續接收從不同路逕到達的RREQ報文。步驟6-2:匯聚節點對收到的所有RREQ報文中"到源節點的總功率"欄位進
行比較，選擇該欄位值最小的RREQ報文發送路由回復RREP報文。
步驟6-3:構造RREP報文，填入"該跳最小發射功率"和"到匯聚節點的總 功率"兩個欄位，其中"該跳最小發射功率"欄位由計算所得，"到匯聚節點的 總功率"初始為零(因為初始時由匯聚節點發出RREP報文)。根據前向路由過程 中建立的到源節點的反向路由，將RREP報文單播給相應的中間節點。 步驟6-4:中間節點收到RREP報文後，建立到匯聚節點的正向路由。 步驟6-5:構造新的RREP報文，填入"該跳最小發射功率"和"到目的節點 的總功率"兩個欄位，其中"該跳最小發射功率"欄位可由到源節點的路由表 中查得，"到匯聚節點的總功率"欄位為RREP報文中原"到匯聚節點的總功率" 欄位與"該跳最小發射功率"之和；
歩驟6-6:當RRE.P報文經過多個中間節點，最終到達源節點後，正向路由建 立過程結束，源節點S到匯聚節點加勺節能路由建立過程完成。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些具體實施方式
僅是舉例說明，本領域的技術人員在不脫離本發明的原理和 實質的情況下，可以對上述方法和系統的細節進行各種省略、替換和改變。例 如，合併上述方法歩驟，從而按照實質相同的方法執行實質相同的功能以實現 實質相同的結果則屬於本發明的範圍。因此，木發明的範圍僅由所附權利要求 書限定。
權利要求
1、一種基於功率控制的無線傳感器網絡節能路由方法，其特徵在於，該方法包括下列步驟在無線傳感器網絡中建立從源節點到匯聚節點的前向路由；在無線傳感器網絡中建立從匯聚節點到源節點的後向路由；通過建立起來的所述前向路由和所述後向路由傳輸報文。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述建立前向路由具體 包括以下步驟步驟2-1:源節點加入到所述無線傳感器網絡後初始化路由表， 步驟2-2:向匯聚節點發送所述源節點的自身信息； 步驟2-3:以最大發射功率發送路由請求報文；歩驟2-4:所述路由請求報文經過至少-個中間節點轉發到匯聚節點；步驟2-5:所述中間節點計算其上一跳鄰居節點與該中間節點之間通信 鏈路的最小發射功率；步驟2-6:建立所述中間節點到源節點的反向路由；步驟2-7:判斷所述中間節點是否存在到匯聚節點的路由，如果有，則 進入步驟2-8;否則，進入步驟2-9;步驟2-8:構造新的路由請求報文，並沿著所述到匯聚節點的路由單播 所述新的路由請求報文到匯聚節點；步驟2-9:構造新的路由請求報文，並以最大發射功率廣播所述新的路由請求報文。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述建立後向路由具體包括以下步驟步驟3-l:在路由請求報文到達匯聚節點後，匯聚節點設定 -定時間段， 在所述時間段內繼續接收從不同路逕到達的路由請求報文；步驟3-2:匯聚節點對收到的所有路由請求報文中進行比較； 步驟3-3:根據步驟3-2的比較結果，構造路由回復報文，並根據所述 前向路由中建立的所述到源節點的反向路由；將路由回復報文單播給對應 的中間節點；歩驟3-4:中間節點收到路由冋復報文後，建立到匯聚節點的正向路由； 歩驟3-5:構造新的路由回復報文；步驟3-6:當新的路由回復報文經過多個中間節點，最終到達源節點後， 正向路由建立過程結束，完成源節點到匯聚節點的節能路由建立過程。
4、 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述步驟2-3中將 路由請求報文中的"到源節點的總功率"欄位值設置為零。
5、 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述歩驟2-5中的 中間節點根據最大功率值、接收功率值、接收門限值求得其上一跳鄰居節 點與所述中間節點之間通信鏈路的最小發射功率，並將最小發射功率記錄 在路由表的"該跳發射功率"欄位中。
6、 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述歩驟2-6中建 立到源節點的反向路由的具體方法是在路由表中填入計算得到的"該跳發 射功率"以及"到目的節點總功率"欄位，所述"到目的節點總功率"字 段的值等於接收到的路由請求報文中"到源節點的總功率"欄位加上該跳 最小發射功率。
7、 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述步驟2-8中新的路由請求報文中的"到源節點的總功率"欄位值為原路由請求報文中"到 源節點的總功率"欄位值、路由表中"該跳發射功率"欄位值、路由表中 "到目的節點總功率"欄位值三者之和。
8、 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述步驟2-9中新 的路由請求報文中的"到源節點的總功率"欄位值等於原路由請求報文中"到源節點的總功率"欄位值加上該跳最小發射功率。
9、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟3-2屮匯聚節 點對收到的所有路由請求報文中"到源節點的總功率"欄位進行比較，選 擇該欄位值最小的路由請求報文發送路由回復報文。
10、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟3-3中構造路 由冋復報文，填入"該跳最小發射功率"和"到匯聚節點的總功率"兩個 欄位，其中"該跳最小發射功率"欄位由計算所得，"到匯聚節點的總功率" 初始為零；或所述步驟3-5中構造新的路由回復報文，填入"該跳最小發射功率" 和"到目的節點的總功率"兩個欄位，其中"該跳最小發射功率"欄位可 由到源節點的路由表中查得，"到匯聚節點的總功率"欄位為路由回復報文中原"到匯聚節點的總功率"欄位值與"該跳最小發射功率"值之和。
全文摘要
一種基於功率控制的無線傳感器網絡節能路由方法，本發明涉及節點與鄰居最優通信功率的建立、能量最優路由的建立等內容。針對無線傳感器網絡節點無線通信模塊能量消耗最大的特點，本發明提供了一種功率控制方法使得節點間通信功率最小，並在此基礎上設計一種基於AODV路由協議的考慮多條路徑總消耗，並選擇最小功率消耗那條路徑作為數據傳輸的節能路由協議，該協議能在能量受限的無線傳感器網絡中很好地節約能量。
文檔編號H04W40/02GK101442787SQ20081024074
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月24日 優先權日2008年12月24日
發明者威 馮, 張宏科, 張思東, 梁露露, 牛延超, 濤 鄭, 高德雲 申請人:北京交通大學