CN101459949B - 路由建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种路由建立方法，包括：源节点广播路由请求分组；接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新请求分组选路代价值后转发路由请求分组，直到目的节点接收到路由请求分组；目的节点沿反向路由发送路由应答分组；接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新应答分组选路代价值后转发路由应答分组，直到源节点接收到路由应答分组；源节点沿正向路由发送业务分组。本发明具有节点能量消耗小、吞吐量高、业务分组传输冲突少、时延和分组丢失率低等优点，可有效改善网络的能量效率和传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于无线传感器网络的路由方法，特别是一种路由建立方法。
背景技术
无线传感器网络(Wireless Sensor Network)是一种无需固定网络作为支撑的网络形式，特别适用于军事战场、智能交通、环境监测、空间探索等领域。无线传感器网络由一个或多个汇聚节点和大量散播在某一区域内的传感器节点组成，大量的传感器节点随机密布于整个被观测区域中，通过自组织的方式构成网络，协作地感知、采集、处理和发布信息。在对所探测到的信息进行初步处理之后，以多跳中继的方式将其传送给汇聚节点，然后经互联网、卫星或是移动通信网络等途径到达最终用户所在的监控中心。终端用户也可以通过监控中心对无线传感器网络进行管理和配置、发布监测任务或是收集回传数据。
无线传感器网络的一个关键设计问题是路由(Routing)方法。由于受到体积、价格和电源供给等因素的限制，无线传感器网络的处理能力、存储能力相对较弱，通信距离也很有限，通常只与自身通信范围内的邻节点交换数据，要访问通信范围以外的节点，必须使用多跳路由。为了保证采集到的数据信息能够通过多跳送到汇聚节点，节点的分布要相当密集。路由方法解决如何快速、高效、可靠地将业务数据从源节点指引到目的节点的问题。
目前，按照路由建立的方式不同，无线传感器网络中常见的路由方法主要分为两类：先应式路由方法和按需路由方法。在先应式路由方法中，无论是否有通信需求，每个节点周期性的广播路由控制分组，交换路由信息，维 护一张包含到达其他节点的路由表。当检测到网络拓扑结构发生变化时，节点在网络中发送更新消息，收到更新消息的节点将自己的路由表更新，以维护准确的路由信息。源节点一旦要发送分组，可以立即获得指向目的节点的路由。然而，由于快速变化的拓扑结构会使所获得路由表的有效时间缩短，路由信息利用率下降，在有效时间内，只有个别路由表项被使用，因此该方法不仅浪费了带宽资源，而且利用率低。在按需路由方法中，当没有分组传递请求时，节点处于静默状态，并不交换路由信息，当有分组传递请求时，开始被动地搜索从源节点到目的节点的路由。因此，按需路由方法较先应式路由方法降低了路由开销，提高了网络的吞吐量。
目前，现有技术的路由方法在网络层进行路由选择时只考虑了跳数因素的影响。研究表明，无线传感器网络信道竞争激烈，由于网络信道竞争引起的业务分组的重传和较大时延会导致节点额外的节点能量消耗、较低的吞吐量和较高的分组丢失率，从而使得能量效率和传输效率偏低。
发明内容
本发明的目的是提供一种路由建立方法，具有节点能量消耗小、吞吐量高、业务分组传输冲突少、时延和分组丢失率低等优点，可有效改善网络的能量效率和传输效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种路由建立方法，包括：
步骤101、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤102、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；
所述本跳选路代价值为：ME＝α×(n_rts+n_ack)+β×(EMAX/E)τ
式中，ME表示本跳选路代价值，n_rts表示在发送路由请求分组时媒质接入控制层为了竞争信道而发送RTS的次数，n_ack表示在发送路由请求分组时重传的次数，EMAX、E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量，系数α、β和τ是权重值，且α+β＝1，0＜τ≤4；
步骤103、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组， 接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。
其中，所述步骤102具体为：
步骤12、节点接收所述路由请求分组；
步骤13、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤103，否则执行步骤14，所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；
步骤14、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤15；
步骤15、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤16；
步骤16、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值；
步骤17、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行步骤12。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种路由建立方法，包括：
步骤201、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，接收到所述路由请求分组的目的节点或中间节点发送路由应答分组，所述路由应答分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤202、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；
步骤203、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
其中，所述步骤202具体为：
步骤22、节点接收所述路由应答分组；
步骤23、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤203，否则执行步骤24；
步骤24、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤25；
步骤25、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤26；
步骤26、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值；
步骤27、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行步骤22。
为了实现上述目的，本发明又提供了一种路由建立方法，包括：
步骤301、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤302、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；
步骤303、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，所述路由应答分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤304、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；
步骤305、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
其中，所述步骤302具体为：
步骤32、节点接收所述路由请求分组；
步骤33、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤303，否则执行步骤34，所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；
步骤34、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤35；
步骤35、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤36；
步骤36、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值；
步骤37、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行步骤32。
其中，所述步骤304具体为：
步骤42、节点接收所述路由应答分组；
步骤43、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤305，否则执行步骤44；
步骤44、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤45；
步骤45、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤46；
步骤46、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值 中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值；
步骤47、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行步骤42。
本发明提出了一种路由建立方法，考虑到由于竞争信道而引起的业务分组的重传和较大时延会导致额外的节点能量消耗、较低的吞吐量和较高的分组丢失率，本发明利用反映信道竞争激烈程度的媒质接入控制层参数信息，结合功率度量与能量度量作为选路代价值，在路由选择时通过选取最小选路代价值有效避开了冲突易发生区域，充分适应无线传感器网络节点能量有限的特点，有效改善了网络的能量效率和传输效率。本发明利用媒质接入控制层竞争信道时发送的RTS次数和路由控制分组的重传次数作为跨层度量，准确地反映了信道竞争的激烈程度，有效地减少了信道冲突；同时采用节点最大初始能量和当时的剩余能量作为功率度量和能量度量，均衡了节点的能量消耗，进而延长了网络的寿命。本发明通过合理地选取最小代价值进行路由选择，使本发明具有节点能量消耗小、吞吐量高、业务分组传输冲突少、时延和分组丢失率低等优点。本发明适用于任何能量高效使用的无线自组织网络，尤其是无线传感器网络，可作为无线传感器网络业务分组传输时的路由方法。
附图说明
图1为本发明路由建立方法第一方案的流程图；
图2为本发明路由建立方法第一方案具体实施例的流程图；
图3为本发明路由建立方法第二方案的流程图；
图4为本发明路由建立方法第二方案具体实施例的流程图；
图5为本发明路由建立方法第三方案的流程图；
图6为本发明路由建立方法第三方案具体实施例的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明路由建立方法是一种按需路由方法，可以根据分组的传输请求被动地搜索从源节点到目的节点的路由。当没有分组传递请求时，节点处于静默状态，不交换路由信息。当源节点需要获得目的节点的路由时，而该路由又没有在源节点路由表中，则开始路由建立过程。
图1为本发明路由建立方法第一方案的流程图，包括：
步骤101、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤102、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；
步骤103、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。
图2为本发明路由建立方法第一方案具体实施例的流程图，包括：
步骤11、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤12、节点接收所述路由请求分组；
步骤13、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤18，否则执行步骤14，所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；
步骤14、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤15；
步骤15、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由请求分组，否则 执行步骤16；
步骤16、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值；
步骤17、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行步骤12；
步骤18、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。
在本实施例技术方案中，当有业务分组需要发送时，源节点通过广播路由请求分组(REQ分组)使其通信范围内的其它节点得知源节点有业务分组要发送，其它节点进而转发该路由请求分组，协助完成路由建立。接收到路由请求分组的节点转发路由请求分组过程中，通过选择传输路由应答分组(REP分组)的反向路由，使接收节点到发送节点之间反向路由的选路代价值最小，最终由目的节点或中间节点沿建立的反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。具体地，路由请求分组和路由应答分组均属于路由控制分组，路由请求分组和路由应答分组的长度相同。源节点广播或节点转发的路由请求分组中包含分组格式、源节点的地址、目的节点的地址以及请求分组选路代价值(metric值)等信息，接收到路由请求分组的节点可以解析出上述信息。根据路由请求分组中的信息，节点首先判断其自身是否是目的节点或中间节点，如果不是，则进一步判断路由请求分组的新旧，即判断以前是否接收过该业务的路由请求分组，如果不是，则进行后续反向路由的选择流程。本实施例通过在路由请求分组中包含目标节点的序列号来判断路由请求分组的新旧，序列号越大则表示越新。在源节点发起路由建立流程之前，它必须增加目标节点的序列号以使收到该路由请求分组的节点判断为最新。在反向路由的选择流程中，首先计算本跳选路代价 值。本实施例通过引入本跳选路代价值作为反向路由选择的判据，即节点收到多个路由请求分组时，本跳选路代价值将作为取舍的判据。本实施例本跳选路代价值充分考虑了各协议层对能量效率和传输效率的影响，利用媒质接入控制(Medium Access Control，简称MAC)层竞争信道时发送的RTS次数和路由请求分组的重传次数作为跨层度量，可准确地反映信道竞争的激烈程度，并有效减少信道冲突。当本跳选路代价值大于或等于节点路由表中反向路由的选路代价值时，说明本跳的选路代价大，路由位于冲突易发生区域，因此丢弃该路由请求分组，中止路由请求分组的转发。当本跳选路代价值小于节点路由表中反向路由的选路代价值时，说明本跳的选路代价小，路由可以避开冲突易发生区域，可以改善网络的能量效率和传输效率，因此以本跳选路代价值作为更新路由信息的依据。更新路由信息中，首先用本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，完成节点路由表中反向路由的选路代价值的更新，然后将本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，完成路由请求分组中请求分组选路代价值的更新，使反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价。反向路由的选择完成后，重复执行步骤12～步骤17，直到接收到路由请求分组的节点是目的节点或存有到目的节点路由的中间节点。最后，接收到路由请求分组的目的节点或存有到目的节点路由的中间节点沿建立好的反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。
本实施例中，本跳选择代价值ME为：
ME＝α×(n_rts+n_ack)+β×(EMAX/E)τ
式中，n_rts表示在发送路由请求分组时MAC层为了竞争信道而发送RTS的次数，n_ack表示在发送路由请求分组时重传的次数，EMAX、E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量，系数α、β和τ是相应参数的权重值，且α+β＝1，0＜τ≤4。
实际应用中，可根据应用要求和网络的实际特点对权重值α、β、τ进 行动态调节，以适应不同的应用要求。例如，对于长网络寿命的无线传感器网络，可以设置α＝0.3、β＝0.7和τ＝4；对于需要快速响应的无线传感器网络，可以设置α＝0.5、β＝0.5和τ＝3；对于高可靠性要求的无线传感器网络，可以设置α＝0.6、β＝0.4和τ＝2。
从本实施例技术方案可以看出，本实施例在节点之间传递路由请求分组的目的是建立传输路由应答分组的反向路由，由于反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值，因此本实施例技术方案具有节点能量消耗小、吞吐量高、业务分组传输冲突少、时延和分组丢失率低等优点。本实施例利用MAC层竞争信道时发送的RTS次数和路由请求分组的重传次数作为跨层度量，准确地反映了信道竞争的激烈程度，有效地减少了信道冲突；同时，本实施例采用节点最大初始能量和当时的剩余能量作为功率度量和能量度量，均衡了节点的能量消耗，进而延长了网络的寿命。此外，本实施例路由建立方法是一种按需路由方法，具有降低路由开销、提高网络吞吐量等优点。本实施例路由建立方法适用于任何能量高效使用的无线自组织网络，尤其是无线传感器网络，可作为无线传感器网络业务分组传输时的路由方法。
图3为本发明路由建立方法第二方案的流程图，包括：
步骤201、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，接收到所述路由请求分组的目的节点或中间节点发送路由应答分组，所述路由应答分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤202、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；
步骤203、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
图4为本发明路由建立方法第二方案具体实施例的流程图，包括：
步骤21、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，接收到所述路由请求分组的目的节点或中间节点发送路由应答分组，所述路由应答 分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤22、节点接收所述路由应答分组；
步骤23、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤28，否则执行步骤24；
步骤24、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤25；
步骤25、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤26；
步骤26、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值；
步骤27、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行步骤22；
步骤28、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
在本实施例上述技术方案中，当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，接收到路由请求分组的目的节点或存有到目的节点路由的中间节点通过发送路由应答分组完成路由建立，目的节点或中间节点通信范围内的其它节点也同样接收并转发路由应答分组协助完成路由建立。接收到路由应答分组的节点转发路由应答分组过程中，通过选择传输业务分组的正向路由，使发送节点到接收节点之间正向路由的选路代价值最小，最终由源节点沿建立的正向路由发送业务分组。具体地，路由应答分组和路由应答分组均属于路由控制分组，路由应答分组和路由应答分组的长度相同。目的节点或中间节点发送或节点转发的路由应答分组中包含分组格式、目的节点或中间节点的地址、源节点的地址以及应答分组选路代价值等信息，接收到路由应 答分组的节点可以解析出上述信息。根据路由应答分组中的信息，节点首先判断其自身是否是源节点，如果不是，则进一步判断路由应答分组的新旧，即判断以前是否接收过该业务的路由应答分组，如果不是，则进行后续正向路由的选择流程。本实施例同样通过在路由应答分组中包含源节点的序列号来判断路由应答分组的新旧，序列号越大则表示越新。在目的节点或存有到目的节点路由的中间节点发送路由应答分组之前，它必须增加源节点的序列号以使收到该路由应答分组的节点判断为最新。在正向路由的选择流程中，首先计算本跳选路代价值。本实施例通过引入本跳选路代价值作为正向路由选择的判据，即节点收到多个路由应答分组时，本跳选路代价值将作为取舍的判据。本实施例本跳选路代价值充分考虑了各协议层对能量效率和传输效率的影响，利用MAC层竞争信道时发送的RTS次数和路由应答分组的重传次数作为跨层度量，可准确地反映信道竞争的激烈程度，并有效减少信道冲突。当本跳选路代价值大于或等于节点路由表中正向路由的选路代价值时，说明本跳的选路代价大，路由位于冲突易发生区域，因此丢弃该路由应答分组，中止路由应答分组的转发。当本跳选路代价值小于节点路由表中正向路由的选路代价值时，说明本跳的选路代价小，路由可以避开冲突易发生区域，可以改善网络的能量效率和传输效率，因此以本跳选路代价值作为更新路由信息的依据。更新路由信息中，首先用本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，完成节点路由表中正向路由的选路代价值的更新，然后将本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值中，形成新的应答分组选路代价值，完成路由应答分组中应答分组选路代价值的更新，使正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价。正向路由的选择完成后，重复执行步骤22～步骤27，直到接收到路由应答分组的节点是源节点。最后，接收到路由应答分组的源节点沿建立好的正向路由发送业务分组。
本实施例中，本跳选择代价值ME为：
ME＝α×(n_rts+n_ack)+β×(EMAX/E)τ
式中，n_rts表示在发送路由应答分组时MAC层为了竞争信道而发送RTS的次数，n_ack表示在发送路由应答分组时重传的次数，EMAX、E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量，系数α、β和τ是相应参数的权重值，且α+β＝1，0＜τ≤4。
实际应用中，可根据应用要求和网络的实际特点对权重值α、β、τ进行动态调节，以适应不同的应用要求。例如，对于长网络寿命的无线传感器网络，可以设置α＝0.3、β＝0.7和τ＝4；对于需要快速响应的无线传感器网络，可以设置α＝0.5、β＝0.5和τ＝3；对于高可靠性要求的无线传感器网络，可以设置α＝0.6、β＝0.4和τ＝2。
从本实施例技术方案可以看出，本实施例在节点之间传递路由应答分组的目的是建立传输业务分组的正向路由，由于正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值，因此本实施例技术方案具有节点能量消耗小、吞吐量高、业务分组传输冲突少、时延和分组丢失率低等优点。本实施例利用MAC层竞争信道时发送的RTS次数和路由应答分组的重传次数作为跨层度量，准确地反映了信道竞争的激烈程度，有效地减少了信道冲突；同时，本实施例采用节点最大初始能量和当时的剩余能量作为功率度量和能量度量，均衡了节点的能量消耗，进而延长了网络的寿命。此外，本实施例路由建立方法是一种按需路由方法，具有降低路由开销、提高网络吞吐量等优点。本实施例路由建立方法适用于任何能量高效使用的无线自组织网络，尤其是无线传感器网络，可作为无线传感器网络业务分组传输时的路由方法。
图5为本发明路由建立方法第三方案的流程图，包括：
步骤301、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤302、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选 路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；
步骤303、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，所述路由应答分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤304、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；
步骤305、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
本实施例是前述第一方案和第二方案的组合方案，当有业务分组需要发送时，首先由源节点广播路由请求分组，通知目的节点或存有到目的节点路由的中间节点；接收到路由请求分组的目的节点或中间节点按照建立的反向路由发送路由应答分组；接收到路由应答分组的源节点按照建立的正向路由发送业务分组。也就是说，本实施例通过源节点与目的节点或中间节点的联系建立反向路由，使目的节点或中间节点沿建立的反向路由发送路由应答分组，通过目的节点或中间节点与源节点的联系建立正向路由，使源节点沿正向路由发送业务分组。
图6为本发明路由建立方法第三方案具体实施例的流程图，包括：
步骤31、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤32、节点接收所述路由请求分组；
步骤33、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤41，否则执行步骤34，所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；
步骤34、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤35；
步骤35、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由请求分组，否则 执行步骤36；
步骤36、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值；
步骤37、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行步骤32；
步骤41、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，所述路由应答分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤42、节点接收所述路由应答分组；
步骤43、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤48，否则执行步骤44；
步骤44、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤45；
步骤45、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤46；
步骤46、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值；
步骤47、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行步骤42；
步骤48、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
本实施例中，本跳选路代价值为：
ME＝α×(n_rts+n_ack)+β×(EMAX/E)τ
式中，ME表示选择代价值，n_rts表示在发送路由请求分组或路由应答分组时媒质接入控制层为了竞争信道而发送RTS的次数，n_ack表示在发送路由请求分组或路由应答分组时重传的次数，EMAX、E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量，系数α、β和τ是权重值，且α+β＝1，0＜τ≤4。
在本实施例上述技术方案中，通过源节点与目的节点或中间节点的联系建立反向路由的过程已在前述第一方案中介绍，通过目的节点或中间节点与源节点的联系建立正向路由已在前述第二方案中介绍，权重值α、β、τ的选择与前述实施例相同，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种路由建立方法，其特征在于，包括：
步骤101、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤102、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；
所述本跳选路代价值为：ME＝α×(n_rts+n_ack)+β×(EMAX/E)τ
式中，ME表示本跳选路代价值，n_rts表示在发送路由请求分组时媒质接入控制层为了竞争信道而发送RTS的次数，n_ack表示在发送路由请求分组时重传的次数，EMAX、E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量，系数α、β和τ是权重值，且α+β＝1，0＜τ≤4；
步骤103、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，接收到路由应答分组的源节点发送业务分组。
2.根据权利要求1所述的路由建立方法，其特征在于，所述步骤102具体为：
步骤12、节点接收所述路由请求分组；
步骤13、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤103，否则执行步骤14，所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；
步骤14、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤15；
步骤15、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤16；
步骤16、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值；
步骤17、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行步骤12。
3.一种路由建立方法，其特征在于，包括：
步骤201、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，接收到所述路由请求分组的目的节点或中间节点发送路由应答分组，所述路由应答分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤202、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；
步骤203、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
4.根据权利要求3所述的路由建立方法，其特征在于，所述步骤202具体为：
步骤22、节点接收所述路由应答分组；
步骤23、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤203，否则执行步骤24；
步骤24、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤25；
步骤25、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤26；
步骤26、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值；
步骤27、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行步骤22。
5.根据权利要求3或4所述的路由建立方法，其特征在于，所述本跳选路代价值为：
ME＝α×(n_rts+n_ack)+β×(EMAX/E)τ
式中，ME表示本跳选路代价值，n_rts表示在发送路由应答分组时媒质接入控制层为了竞争信道而发送RTS的次数，n_ack表示在发送路由应答分组时重传的次数，EMAX、E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量，系数α、β和τ是权重值，且α+β＝1，0＜τ≤4。
6.一种路由建立方法，其特征在于，包括：
步骤301、当有业务分组需要发送时，源节点广播路由请求分组，所述路由请求分组中包含有反映信道竞争激烈程度的请求分组选路代价值；
步骤302、接收到路由请求分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从接收节点到发送节点之间最小选路代价值的反向路由，更新所述请求分组选路代价值后转发所述路由请求分组，直到目的节点或中间节点接收到所述路由请求分组；
步骤303、所述目的节点或中间节点沿所述反向路由发送路由应答分组，所述路由应答分组中包含有反映信道竞争激烈程度的应答分组选路代价值；
步骤304、接收到路由应答分组的节点根据本跳选路代价值选择具有从发送节点到接收节点之间最小选路代价值的正向路由，更新所述应答分组选路代价值后转发所述路由应答分组，直到源节点接收到所述路由应答分组；
步骤305、所述源节点沿所述正向路由发送业务分组。
7.根据权利要求6所述的路由建立方法，其特征在于，所述步骤302具体为：
步骤32、节点接收所述路由请求分组；
步骤33、节点判断自身是否是目的节点或中间节点，是则执行步骤303，否则执行步骤34，所述中间节点是存有到目的节点路由的节点；
步骤34、节点判断所述路由请求分组是否是之前业务的路由请求分组，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤35；
步骤35、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等 于节点路由表中反向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由请求分组，否则执行步骤36；
步骤36、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中反向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由请求分组中的请求分组选路代价值中，形成新的请求分组选路代价值，使所选择的反向路由具有从接收节点到发送节点之间最小的选路代价值；
步骤37、节点转发具有新的请求分组选路代价值的路由请求分组，执行步骤32。
8.根据权利要求6所述的路由建立方法，其特征在于，所述步骤304具体为：
步骤42、节点接收所述路由应答分组；
步骤43、所述节点判断自身是否是源节点，是则执行步骤305，否则执行步骤44；
步骤44、节点判断所述路由应答分组是否是之前业务的路由应答分组，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤45；
步骤45、计算本跳选路代价值，判断所述本跳选路代价值是否大于或等于节点路由表中正向路由的选路代价值，是则丢弃所述路由应答分组，否则执行步骤46；
步骤46、用所述本跳选路代价值替换节点路由表中正向路由的选路代价值，并将所述本跳选路代价值累加到路由应答分组中的应答分组选路代价值中，形成新的应答分组选路代价值，使所选择的正向路由具有从发送节点到接收节点之间最小的选路代价值；
步骤47、节点转发具有新的应答分组选路代价值的路由应答分组，执行步骤42。
9.根据权利要求6、7或8所述的路由建立方法，其特征在于，所述本跳选路代价值为：
ME＝α×(n_rts+n_ack)+β×(EMAX/E)τ
式中，ME表示本跳选路代价值，n_rts表示在发送路由请求分组或路由应答分组时媒质接入控制层为了竞争信道而发送RTS的次数，n_ack表示在发送路由请求分组或路由应答分组时重传的次数，EMAX、E分别表示节点的最大初始能量和当时的剩余能量，系数α、β和τ是权重值，且α+β＝1，0＜τ≤4。
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