CN105704777A - 一种面向机会网络的路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种面向机会网络的自适应可控多播路由方法和一种网络节点，针对机会网络中节点移动和链路频繁变化的特点，本发明提出了新的路由度量标准，该度量标准综合考虑了网络中节点能量、中继节点遇到消息目的节点的概率、消息生存期、消息跳数和消息预计副本数，基于该标准，提出了一种自适应可控多播路由方法。仿真实验结果表明，本发明所提出的方法避免了个别节点负载过重，能量消耗过快导致节点失效的问题，保证了网络节点间的能量公平性，延长了网络寿命，提高了网络中消息的投递率，对网络中消息的副本数进行了有效的控制。

Description

一种面向机会网络的路由方法

技术领域

本发明涉及机会网络领域，特别是一种面向机会网络的路由方法，具体是一种面向机会网络的自适应可控多播路由方法。

背景技术

随着大量具备短距离通信能力的便携式移动设备，如：手机和PDA等的出现，自组织网络迅速发展。在传统的移动自组织网络中，节点间需要建立完整的端到端路径之后才能够以“存储-转发”的方式传输数据。然而，节点的移动性和通信链路的频繁变化性，使得传统的移动自组织网络不能很好地适应自组网的应用。

机会网络是一种不需要在源节点和目的节点之间存在完整的路径，利用节点移动带来的相遇机会，以“存储-携带-转发”模式，在网络局部连通条件下，投递消息的时延和分裂可容忍的自组织网络。机会网络能够处理网络分裂、时延等问题，能满足恶劣条件下的网络通信需要，可以应用到通信基础设施缺乏和网络环境恶劣等场合，更能适应实际的自组网需求。

因此，有关机会网络路由方法的研究成为机会网络的热点问题之一。

在通信基础设施缺乏、网络环境恶劣的场景下，设备中的能量难以得到补充。仅依靠设备中固有的能量来维持通信的方式，使得设备中的能量成为一种稀缺资源。在网络中，维持较好的设备能量公平性，意味着网络将会有更长的生存期，也不会因为部分节点转发消息的次数过多将能量耗尽成为无用节点，影响网络中消息的投递率。好的路由方法也应当在保证网络投递率的同时，增加其可扩展性和可适应性，使得算法在根据网络的节点密度做相应的调整后，达到高投递率、低延迟和较小网络开销的目标。

根据网络中单个消息的副本数，经典的机会网络路由方法可以分为单副本路由方法和多副本路由方法两种。一般情况下，单副本路由方法开销率低、网络耗能少，但投递率较低并且时延较大，如：DirectDelivery路由方法和FirstContact路由方法；多副本路由方法往往能保证较高的投递率和较小的时延，但通常网络开销率和耗能较大，如:Epidemic路由方法、SprayandWait路由方法和Prophet路由方法。但我们发现，在网络节点能量有限、收发消息均耗能和被传输的消息的生存期(TimeToLive,以下简称TTL)有限的条件下，一些多副本路由方法并不能发挥出它们的优势，往往还会因为网络中的节点耗能太快造成投递率较低的情况，无法突显出多副本路由方法的优势，如：Epidemic路由方法。只有SprayandWait路由方法不论网络中节点密度如何改变能保持较高的投递率。但，SprayandWait路由方法在Spray阶段也只是单纯地将消息副本发送给不含该消息的节点，没有考虑到网络中节点能量的公平性，具有一定的盲目性。

发明内容

发明目的：

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，根据机会网络所具有的特征，提供一种面向机会网络的自适应可控多播的路由方法，解决如下问题：

(1)实现较强的可扩展性和可适应性。本方法不论在稀疏网还是稠密网中，都能达到高投递率、低延迟和较小网络开销的目标。

(2)实现网络中消息副本扩散的控制。

(3)实现节点间的能量公平性的控制，能维持较长的网络寿命。

(4)在网络节点能量和消息TTL有限的条件下，实现消息传输的高投递率和低开销率。

技术方案：

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种面向机会网络的自适应可控多播的路由方法，具体步骤为：

A步骤、在消息发送前，先根据网络中节点密度确定消息平均每跳产生的消息副本数λ以及消息跳数的阈值n。定义每个消息在其源节点中都具有发送权限。

B步骤、对每个节点所携带的消息进行处理前，先检查该节点是否有新邻居。若没有新邻居则由该节点继续携带所存储的消息，直至遇到消息的目的节点进行转发或该节点有新邻居时进行决策。当节点有新邻居时，对该节点中具有发送权限的消息进行转发决策。

决定对消息M_i进行转发时，必须要满足三个条件，(1)节点有新的邻居节点；(2)进行决策的消息M_i必须具有发送权限；(3)消息M_i的跳数必须小于所设定的阈值。

当决定要对消息M_i进行转发时，先根据消息M_i已有的预计副本数和当前的跳数，计算出此次转发能产生的最大副本数Count。

C步骤、计算出该节点与其所有不含消息M_i的邻居节点的能量平均值ΔE，找出所有不含消息M_i且所拥有的能量值>＝ΔE的邻居节点记其个数为Num。

D步骤、当Num>＝λ时，在这Num个节点中，按其与消息M_i的目的节点相遇概率由大到小的顺序，找出前min(Num,Count)个节点,其中min(Num,Count)表示Num和Count这两个数中的较小值。在这min(Num,Count)个节点中，找出能量最大的那个节点，让其具有消息M_i的发送权限的副本，让其余的min(Num,Count)-1个节点具有消息M_i的等待转发权限的副本。对选定的节点进行消息M_i的转发。这里的选定的节点包括上述的前min(Num,Count)个节点。

E步骤、当Num<λ时，在这Num个节点中，找出能量最大的那个节点，让其具有消息M_i的发送权限的副本，让其余的Num-1个节点具有消息M_i的等待转发权限的副本。再计算出此次决策的转发概率,按照求出的概率对所选定的节点进行消息M_i的转发。这里的选定的节点包括上述Num个节点，按照决策的转发概率进行转发具体的过程是：先按照本发明中的概率计算函数，计算出此次转发的概率值。针对所选定的每个节点分别用随机数生成函数，产生一个随机数，若转发概率大于等于该随机数，就对该节点发送消息M_i的副本，否则就不发送消息M_i的副本。

F步骤、当消息M_i转发成功后，将发送端节点中消息M_i的权限由发送转为等待转发。

G步骤、依次循环执行步骤B至步骤F,直至发送端节点中不具有发送权限的消息。

有益效果：

经机会网络仿真工具(OpportunisticNetworkEnvironmentsimulator，以下简称ONE)实验表明：与其它五种经典的机会网络路由方法相比，本发明提出的自适应可控多播路由方法能达到以下效果：

(1)、能达到较高的投递率。在仿真场景大小固定的情况下，与其它五种经典的路由方法相比，随着网络节点密度的增大，本发明总能达到最高的投递率。

(2)、能满足较低的开销率。在达到较高投递率的同时，本发明所提出的路由方法能保持较低的开销率。

(3)、实现了节点间能量的公平性，提高了网络寿命。在仿真环境相同的条件下，与其它五种路由方法相比，本发明所提出的方法在满足高投递率、低开销率的同时，能维持较高的网络寿命。

(4)、可适应性强。在一定范围内，无论网络中节点的密度、节点的移动速度以及缓冲区的大小如何改变，本方法总能达到较高的投递率和较低的开销率。

(5)、能达到控制网络中消息副本数的目标。通过设置消息跳数的阈值和消息每跳扩散的平均副本数，根据具体某一消息当前副本数的预测值和跳数，计算出该消息此次决策能产生的最大副本数。在决策中，通过计算出每个消息在每跳转发过程中能产生的最大副本数，来达到动态控制网络中消息副本数的目标，避免消息副本过度扩散的问题。

附图说明

图1是本发明建立路由的流程图；

图2是消息副本单支扩散策略的示意图；

图3是概率转发函数图；

图4是节点个数对投递率影响的仿真实验结果图；

图5是节点个数对开销率影响的仿真实验结果图；

图6是节点个数对平均延迟影响的仿真实验结果图；

图7是节点个数对网络寿命影响的仿真实验结果图；

图8是缓冲区大小对投递率影响的仿真实验结果图；

图9是缓冲区大小对开销率影响的仿真实验结果图；

图10是节点移动速度对投递率影响的仿真实验结果图；

图11是节点移动速度对开销率影响的仿真实验结果图；

图12是消息大小对投递率影响的仿真实验结果图；

图13是消息大小对开销率影响的仿真实验结果图；

图14是消息生存期大小对投递率影响的仿真实验结果图；

图15是消息生存期大小对开销率影响的仿真实验结果图。

具体实施方式

本发明考虑一般化的机会网络作为网络模型，网络被抽象为一个非连通的有向图G(V,E)。其中，V代表网络中节点的集合，E代表节点间的接触。假定集合V中的每一个节点V_j都拥有相同的有限能量，且该能量是不可再生的，一旦某一节点的能量耗尽，那么该节点将无法继续通信，变成了不可用节点。

能量模型：

网络中节点具有相同的初始能量E,则一开始每个节点的剩余能量E_r为E。每个节点的耗能主要集中在数据传输、信号处理和硬件操作等环节，其中，数据传输环节的能耗最高，本方法主要考虑转发数据耗能、扫描耗能和接收数据耗能这三方面。节点扫描耗能是指节点扫描信道所消耗的能量。假定在节点工作时间长度t内：

每个节点单次扫描所消耗的能量为e_s,节点的扫描周期为T，则节点的扫描耗能E_s可以表示为

$E_S=e_S\&times;\frac{t}{T}---\left(1\right)$

节点转发的数据量越大，发送消息所消耗的能量就越大。假设节点转发单位数据消耗的能量为e_f,节点所转发的数据量为q_f,则节点的发送耗能可以表示为

E_f＝e_f×q_f(2)

同样，节点接收的数据量越大，接收消息所消耗的能量就越大。假设节点接收单位数据消耗的能量为e_a,节点所接受的数据量为q_a,则节点的接收耗能可以表示为

E_a＝e_a×q_a(3)

则，节点经过t时长的工作后，当前的剩余能量E_r为

E_r＝E_r-E_s-E_f-E_a(4)

概率模型：

两个节点相遇的次数越多，它们之间传输成功的概率就越大；若两个节点V_i和V_j在一个时间单元内没有相遇，则他们之间消息传输成功的概率就会降低；考虑节点间的传递性，若节点V_i经常遇到节点V_u，V_u经常遇见节点V_j,那么节点V_i与节点V_j之间消息传输成功的概率也应该更高，具体的计算公式如下：

p_(i,j)＝p_(i,j)old+(1-p_(i,j)old)×p_init(5)

其中，P_init为0到1之间的初始化常数，P_(i,j)old表示节点V_i和V_j上次计算出来的消息传输成功的概率值，P_(i,j)表示此次更新的节点V_i和V_j之间消息传输成功的概率值。

p_(i,j)＝p_(i,j)old×γ^t(6)

其中，γ∈[0,1)是一个初始化常数，t是经过的时间单元个数，P_(i,j)和P_(i,j)old所代表的意义如公式(5)中所述的意义相同。

p_(i,j)＝p_(i,j)old+(1-p_(i,j)old)×p_(i,u)×p_(u,j)×β(7)

其中，β∈[0,1]是放大常数，P_(i,u)是节点V_i和V_u之间消息传输成功的概率值，P_(u,j)是节点V_u和V_j之间消息传输成功的概率值，P_(i,j)old是节点V_i和V_j上次计算出来的消息传输成功的概率值，P_(i,j)是节点V_i和V_j更新后的消息传输成功的概率值。

权限说明：

本发明中定义，每个消息在其源节点中都具有发送权限。根据接收消息副本的节点中的能量值和节点与消息目的节点相遇概率的大小，在消息转发成功后，接收端节点中的消息副本可以具有该消息的发送权限或等待转发权限。

等待转发权限：在节点中，具有该权限的消息只能在遇到消息的目的节点时，才能进行消息的转发。如果具有该权限的消息没有遇到其目的节点(即在遇到消息的目的节点之前)，只能由其所在的节点继续将其携带，即存储在该节点的缓冲区内。

发送权限：具有该权限的消息所在的节点，可以在该节点的通信范围内，选择满足条件的邻居节点，对其进行该权限消息的发送。消息发送完成后，发送端节点中对所发送的消息的权限由发送转为等待转发，发送端节点中消息的发送权限由本方法所选定的邻居节点来继承。

权限设定的意义：

消息权限的设定，使得消息副本数的扩散变成是可控制的，只有选定的节点才能对某一消息进行转发。发送权限的转换，使得某一节点不会因为一直对某些消息进行转发而消耗大量的能量。发送权限可以由本方法选定的节点来继承，由继承的节点来扮演消息副本扩散的角色，并且每次决策针对一个具体的消息只会选择一个继承节点，这样的策略称为消息副本的单支扩散策略。单支扩散策略可以使每个消息的已有副本数在转发前进行更新，记录下来的消息副本数可以为下次决策提供重要的参考，达到控制消息副本数的目的。由于机会网络中的节点基本上都处于局部连通的状态，处于不同局部网络中的相同消息副本并不知晓彼此进行转发的情况。因此，无法从全局的角度知道网络中某一消息的已有副本数。而本方法所提出的单支扩散策略，可以利用单副本路由方法的副本数控制思想，达到统计和预测当前网络中消息副本数的目的。而参照多副本路由算法的思想，每次决策中携带消息副本数的增加能到达提高消息投递率的目的。

具体的转发过程如图2所示。图中，V₁节点产生消息M_i时，在V₁节点中的消息M_i具有发送权限。当V₁节点有新邻居时，按照转发策略，在邻居节点中选择出满足条件的将具有消息发送权限和等待转发权限的副本所在的节点，将消息M_i按照具体的转发方式，转发给所选定的邻居节点。转发成功后，V₁节点中消息M_i的权限由发送转为等待转发。由继承发送权限的消息副本所在的节点，在其邻居节点中再按照上述同样的方法进行消息副本数的扩散，直至遇到消息的目的节点为止。

转发决策过程：

为了方便本方法的表达，对消息集M的发送策略简化为对节点V_j中消息M_i的发送方法的描述。

我们总希望在消息传输的过程中，将消息的副本发送给那些遇到该消息的目的节点概率高，且自身能量高的中继节点。这样不仅可以提高消息的传输成功率、减小传输时延，还能保证节点间的能量公平性，提高整个网络的寿命，传输更多的消息，提高整个网络的消息投递率。

从消息副本传播的角度来看，我们也希望当消息剩余的TTL较多、消息剩余的跳数较多且副本数较少的时候，消息的副本能以较快的速度进行扩散；当网络中消息的副本数较多且剩余的跳数较少的时候，消息的副本数能以较慢的速度进行扩散，仅将消息的副本传送给那些优秀节点(能量高、与消息的目的节点相遇概率高的节点)。从整体上来看，使得消息的副本数随着消息跳数的增加，能以稳定的速率进行扩散。

本发明所提供的路由方法就可以达到上述要求。通过对允许消息转发的最大跳数和每跳能转发的平均副本数进行设置，根据具体某一消息当前的跳数和已有的消息预计副本数，就可以计算出该消息每次决策能传播的最大副本数，使得消息副本数的扩散可以被动态控制。采用多播的形式对消息副本数进行扩散，能使消息的扩散既有广播的特点又有单播的特点，即只对选定的节点进行广播。本方法通过对网络中消息副本数扩散的动态控制，能达到高投递率、低网络开销率和控制网络中消息副本数的目标。

本方法主要是当节点V_j有新邻居时，对V_j中具有发送权限的消息进行转发。当对某一消息转发成功后，节点V_j中该消息的发送权限由发送转为等待转发,节点V_j中该消息的发送权限由路由方法决策时所选定的某一节点来继承。

参照图1，针对节点V_j中的消息M_i的发送来进行具体阐述:

k表示消息M_i的当前跳数(具有消息M_i发送权限的节点中消息M_i的跳数，一定能代表该网络中消息M_i的最大跳数)；λ表示该网络中消息每跳能转发的平均副本数；h表示消息M_i此刻在网络中已有的副本预计数；n表示允许消息M_i进行转发的跳数阈值；RET表示截至到某一时刻消息剩余的生存期；TOT表示消息总的生存期。

当节点V_j有新邻居时，对该节点中具有发送权限的消息进行转发。当节点V_j中具有发送权限的消息M_i的跳数<n时，才决定对消息M_i进行转发。当决定要对消息M_i进行转发时，先根据消息M_i已有的预计副本数h和当前的跳数k，计算出此次转发能产生的最大消息副本数Count，即

Count＝λ+(λk-h)

＝λ(k+1)-h(8)

计算出该节点与其所有不含消息M_i的邻居节点的能量平均值ΔE，找出所有不含消息M_i且所拥有的能量值>＝ΔE的邻居节点记其个数为Num。

当Num>＝λ时，在这Num个节点中，按其与消息M_i的目的节点相遇概率由大到小的顺序，找出前min(Num,Count)个节点。在这min(Num,Count)个节点中，找出能量最大的那个节点，让其具有消息M_i的发送权限的副本，让其余的min(Num,Count)-1个节点具有消息M_i的等待转发权限的副本。对选定的节点进行消息M_i的转发。

当Num<λ时，在这Num个节点中，找出能量最大的那个节点，让其具有消息M_i的发送权限，让其余的Num-1个节点具有消息M_i的等待转发权限。再计算出此次决策的转发概率,按照求出的概率对所选定的节点进行消息M_i的转发。

转发概率的计算和分析过程如下：

当Num<λ时，本方法规定按照一定的概率在节点V_i和V_j之间进行消息传输。计算出的转发概率越高，则消息转发成功的可能性就越大；转发概率越低，则消息转发成功的可能性就越小。

表示消息M_i的当前跳数占可以进行转发的跳数阈值的比例。

表示传输消息M_i已消耗的时间占其总的TTL的比例。

$\mathrm{\&alpha;}=\left(\frac{k}{n}\right)/(1-\frac{RET}{TOT})---\left(9\right)$

用α代表比例因子，用来权衡在过去的时间(TOT-RET)内，消息M_i转发的快慢，即消息副本数扩散的快慢。具体分析如下：

①当α＝1时，即此时有表示已转发的跳数占可以转发的跳数阈值的比例与消息传输已消耗的时间占其总的TTL的比例相等。此时可以看出，在过去的时间(TOT-RET)里，消息M_i都是以较为恒定的速率进行副本的扩散。

②当α<1时，表示在过去的时间(TOT-RET)里消息M_i转发的速率较慢，在后面的决策中要提高消息M_i的转发速率，即加快消息副本的扩散速率。要达到这个目标就要提高消息M_i转发成功的概率。

③当α>1时，表示在过去的时间(TOT-RET)里消息M_i转发的速率较快，在后面要降低消息M_i的转发速率，即减缓消息M_i副本的扩散速率。要到达这个目标就要降低转发成功的概率。

根据上面的分析，建立α与转发概率f(α)的函数：

$\begin{array}{c}F\left(\mathrm{\&alpha;}\right)=e^{-\left(\frac{\mathrm{\&alpha;}}{Count}\right)}\\ =e^{(-\frac{\left(\frac{k}{n}\right)}{(1-\frac{RET}{TOT})\&times;Count})}\\ ={\left(\frac{1}{e}\right)}^{\left(\frac{\left(\frac{k}{n}\right)}{(1-\frac{RET}{TOT})\&times;Count}\right)}\end{array}---\left(10\right)$

其函数图像如图3所示。

概率转发的意义：

之所以在Num<λ时按计算出的概率进行转发，而在Num>＝λ时按照所选定个节点直接进行转发是因为：在Num>＝λ时，V_j节点的邻居节点中有较多可以满足条件的节点。因此，可以根据本方法所描述的策略，选出优秀节点(能量高且遇到消息M_i目的节点概率高的节点)作为中继节点进行消息M_i的转发。而在Num<λ时，由于V_j节点的邻居节点较少，无法满足先按能量筛选再按概率筛选的条件，因此我们希望按照一定的概率来进行消息M_i副本数的扩散。按上述分析的结果来看，若消息M_i的副本数相对较少，则计算出来的转发概率就会较高，此次转发的概率将会很大。

当转发成功后，将V_j节点中消息M_i的发送权限由发送转为等待转发。

具体的方法总结如表1所示。

表1:

通过使用机会网络仿真工具ONE，来验证本发明所提出的方法的有效性。本方法与五种经典的机会网络路由方法，在ONE仿真工具中的共同基本参数设置如表2所示。

表2：

实验一：

该组实验主要在2250000m²的仿真场景中，针对网络中节点密度变化情况，对本方法与五种经典的机会网络路由方法进行了比较。网络中节点个数分别设置为：450、500、550、600、650、700、750、800、850至900。根据网络中节点个数的变化情况，不同方法的投递率如图4所示、开销率如图5所示、平均延迟如图6所示、网络寿命如图7所示。仿真结果表明：相同条件下，本方法的投递率远远高于其它的五种经典的路由方法；本方法与DirectDelivery方法和SprayAndWait方法都能保持较低的开销率；本方法的平均延迟也和SprayAndWait方法的平均延迟相差不大；本方法与DirectDelivery方法和SprayAndWait方法一样都能保持较高的网络寿命。从图4至图7可以看出：Epidemic方法的投递率最低、开销率最大、延迟最低、网络寿命也最差。原因是Epidemic方法是没有限制的泛洪，在网络中节点的能量和消息缓存资源有限的条件下，节点大量地发送和接收消息副本使得节点的能量消耗过快，也可能造成网络拥塞。所以，在仿真后期，大量的节点因能量消耗过快成为无用节点，无法转发后期产生的消息。因此，Epidemic方法的投递率最低、开销率也最大，在这种情况下，其效果甚至不如单副本的DirectDelivery方法。

实验二：

该组实验主要针对网络中节点缓冲区大小的变化情况，对本方法与五种经典的机会网络路由方法进行了比较。网络中节点的缓冲区大小分别设置为：1MB、1.5MB、2MB、2.5MB、3MB、3.5MB、4MB、4.5MB至5MB。仿真结果表明：随着网络中节点缓冲区的增大，大部分路由方法的投递率都有不同程度的提升。因为随着节点的缓冲区的增大，每个节点可以存储更多的消息，为更多的消息作中继节点，帮助消息进行转发。而DirectDelivery方法的投递率没有发生较大的变化是因为：该方法中消息的发送是不依赖于任何中继节点的，是由产生消息的源节点直接将消息交给消息的目的节点。因此，缓冲区大小的改变对DirectDelivery方法的影响不大。从图8中可以明显地看出，本发明所提出的方法能保持较好的投递率；从图9中也可以看出，在满足高投递率的同时，本方法也能保持较低的开销率。

实验三：

该组实验主要针对网络中节点移动速度的变化情况，对本方法与五种经典的机会网络路由方法进行了比较。在该组实验中，设定节点每次产生的消息的大小为50KB至500KB之间的一个随机数。网络中节点的移动速度分别设置为：0.5m/s、1m/s、1.5m/s、2m/s、2.5m/s、3m/s至3.5m/s。从图10中可以看出:随着节点移动速度的加快，各个路由方法的投递率均处于不断上升的状态，也可以明显地看到，本方法的投递率总是能保持较高的水平；从图11中可以看出：在保证高投递率的同时，本方法也能将开销率维持在一个较低的水平。

实验四：

该组实验主要针对网络中节点产生的消息大小的变化情况，对本方法与五种经典的机会网络路由方法进行了比较。在该组实验中，每个节点的移动速度为0.5m/s至1.5m/s之间的一个随机数。网络中节点产生的消息大小分别设置为：50KB、250KB、450KB、650KB、850KB、1050KB、1250KB、1450KB至1650KB。从图12中可以看出：随着节点所产生的消息大小的增加，各个路由方法的投递率都会有不同程度的下降，但是本方法也能保持较高的投递率；从图13中可以看出，本方法在保持投递率下降缓慢的同时，能保持较低的开销率。

实验五：

该组实验主要针对网络中节点产生的消息的TTL变化情况，对本方法与五种经典的机会网络路由方法进行了比较。在该组实验中，节点移动的速度为0.5m/s至1.5m/s之间的一个随机数，消息的大小为50KB至500KB之间的一个随机数。网络中节点产生的消息的TTL的大小分别设置为:10000s、12000s、14000s、16000s、18000s、20000s、22000s、24000s、26000s至28000s。从图14可以看出：随着消息TTL的增加，各个路由方法的投递率都有不同程度的提升，且本方法总能保持较高的投递率；从图15中可以看出，本方法在保持高投递率的同时，也能维持较低的开销率。

以上五组实验表明：不论从节点密度、消息的缓冲区大小、消息大小、节点移动速度或消息的TTL来看，本方法总能保持较高的投递率，并且也能维持较低的开销率。本方法也可以有效地保证节点间能量的公平性，在保证全网能量平衡的同时有效延长了网络生命周期。

Claims (10)

1.一种路由选择方法，其特征在于，包括：

对第一节点携带的消息M_i进行发送时，确定所述第一节点的邻居节点；

确定所述第一节点与所述邻居节点的能量平均值ΔE，获取不携带有消息M_i且所拥有的能量值>＝ΔE的Num个邻居节点；

选择所述Num个邻居节点中的N个节点作为选定节点；

获取所述选定节点中能量最大的节点，让其具有消息M_i的发送权限的副本，其余N-1个节点具有消息M_i的等待转发权限的副本；对所述N个选定节点进行消息M_i的发送；

对所述选定节点进行消息M_i的发送成功之后，将所述第一节点中消息M_i的权限由发送修改为等待转发。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，还包括：当Num>＝λ时，N＝min(Num，Count)，所述min(Num，Count)表示Num和Count这两个数中的较小值；所述Count为此次转发能产生的最大副本数，其根据网络中消息平均每跳产生的消息副本数λ，消息M_i已有的预计副本数h和当前的跳数k确定；按照与所述消息M_i的目的节点相遇概率由大到小的顺序，对所述Num个邻居节点进行排序,选择所述Num个邻居节点中的前N个节点作为选定节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当Num<λ时，N＝Num，λ为网络中消息平均每跳产生的消息副本数；计算出此次转发决策的转发概率,按照求出的概率对所述选定节点进行消息M_i的发送。

4.根据权利要求2-3任一所述的方法，其特征在于，还包括：在消息M_i发送前，根据网络中节点密度确定消息平均每跳产生的消息副本数λ。

5.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，还包括：对所述第一节点所携带的消息进行发送前，先检查所述第一节点是否有新邻居，若没有新邻居则由所述第一节点继续携带所存储的消息，直至遇到消息的目的节点进行发送或该节点有新邻居时进行转发决策。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：当所述第一节点有新邻居时，对所述第一节点中具有发送权限的消息进行转发决策。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，还包括：当所述消息的当前跳数小于设定的允许消息进行发送的跳数阈值时，对所述消息进行转发决策。

8.一种网络节点，其特征在于，包括：

确定模块，用于对所述网络节点携带的消息M_i进行发送时，确定所述网络节点的邻居节点；

获取模块，用于确定所述网络节点与所述邻居节点的能量平均值ΔE，获取不携带有消息M_i且所拥有的能量值>＝ΔE的Num个邻居节点；

选择模块，用于选择所述Num个邻居节点中的N个节点作为选定节点；

转发模块，用于获取所述选定节点中能量最大的节点，让其具有消息M_i的发送权限的副本，其余N-1个节点具有消息M_i的等待转发权限的副本；对所述N个选定节点进行消息M_i的发送；

修改模块，用于对所述选定节点进行消息M_i的发送成功之后，将所述网络节点中消息M_i的权限由发送修改为等待转发。

9.根据权利要求8所述的节点，其特征在于，所述选择模块还用于：当Num>＝λ时，N＝min(Num，Count)，所述min(Num，Count)表示Num和Count这两个数中的较小值；所述Count为此次转发能产生的最大副本数，其根据网络中消息平均每跳产生的消息副本数λ，消息M_i已有的预计副本数h和当前的跳数k确定；按照与所述消息M_i的目的节点相遇概率由大到小的顺序，对所述Num个邻居节点进行排序,选择所述Num个邻居节点中的前N个节点作为选定节点。

10.根据权利要求8所述的节点，其特征在于，所述选择模块还用于：当Num<λ时，N＝Num，λ为网络中消息平均每跳产生的消息副本数；计算出此次转发决策的转发概率,按照求出的概率对所述选定节点进行消息M_i的发送。