CN106231633B - 一种Ad hoc通信网络优化方法及系统 - Google Patents
一种Ad hoc通信网络优化方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106231633B CN106231633B CN201610885584.4A CN201610885584A CN106231633B CN 106231633 B CN106231633 B CN 106231633B CN 201610885584 A CN201610885584 A CN 201610885584A CN 106231633 B CN106231633 B CN 106231633B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- node
- path
- routing path
- new neighbor
- current routing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 15
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008263 repair mechanism Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
- H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
- H04W28/021—Traffic management, e.g. flow control or congestion control in wireless networks with changing topologies, e.g. ad-hoc networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
- H04W40/04—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/34—Modification of an existing route
- H04W40/36—Modification of an existing route due to handover
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本申请公开了一种Ad hoc通信网络优化方法,包括:对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视;若监视到当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断新邻居节点是否满足预设的通信传输要求,如果是,则在新邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;若最优路由路径与当前路由路径为不同路径,则将始发节点和目的节点之间的通信链路由当前路由路径切换为最优路由路径。本申请降低了Adhoc通信网络中的数据传输延迟以及提高了节点能量效率。另外,本申请还相应公开了一种Ad hoc通信网络优化系统。
Description
技术领域
本发明涉及通信网络技术领域,特别涉及一种Ad hoc通信网络优化方法及系统。
背景技术
Ad hoc通信网络(Ad hoc,即点对点)是一种无线多跳网络,这种网络中没有固定的基础设施,每个网络节点都是可移动的,并且每个节点都可以充当主机和路由器。
AODV协议(AODV,即Ad hoc On-demand Distance Vector Routing)是一种应用于Ad hoc通信网络中的按需路由协议。在由于节点移动性造成Ad hoc通信网络中链路中断或链路故障的情况下,AODV协议能够通过启动本地修复机制来解决上述链路中断或链路故障的问题,能够较好地维护Ad hoc通信网络中活动路线的链路结构。
然而,在基于AODV协议的Ad hoc通信网络中,节点的移动性还会导致另外一个问题,即会使得Ad hoc通信网络中的最优路由路径变成次优路由路径,这样情况下,Ad hoc通信网络虽然能够通过次优路由路径来进行数据传输,但是却增加了数据传输的延迟以及降低了节点的能量效率。
综上所述可以看出,如何降低Ad hoc通信网络中的数据传输延迟以及提高节点能量效率是目前有待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种Ad hoc通信网络优化方法及系统,降低了Ad hoc通信网络中的数据传输延迟以及提高了节点能量效率。其具体方案如下:
一种Ad hoc通信网络优化方法,包括:
对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视,以确定所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点是否发生变化;其中,所述当前路由路径为始发节点和目的节点之间的通信链路;
若监视到所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断所述新邻居节点是否满足预设的通信传输要求,如果是,则在所述新邻居节点以及所述当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;其中,所述所有可行路径中的任一路径均为能够在所述始发节点和所述目的节点之间进行信息传输的路径;
若所述最优路由路径与所述当前路由路径为同一路径,则继续将所述当前路由路径作为所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路,若所述最优路由路径与所述当前路由路径为不同路径,则将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径。
优选的,所述判断所述新邻居节点是否满足预设的通信传输要求的过程,包括:
根据能量损耗率计算公式,计算所述新邻居节点的能量损耗率;
计算所述新邻居节点的信号强度;
利用所述能量损耗率和所述信号强度,并根据预设公式,计算所述新邻居节点的可传输率;
判断所述可传输率是否大于或等于1,如果是,则判定所述新邻居节点满足所述通信传输要求,如果否,则判定所述新邻居节点不满足所述通信传输要求;
其中,所述能量损耗率计算公式为:
所述预设公式为:
其中,ΔT表示预设时间段,Ea表示在所述预设时间段的起始时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eb表示在所述预设时间段的终止时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eip表示所述能量损耗率,H表示所述信号强度,P表示所述可传输率。
优选的,所述在所述新邻居节点以及所述当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理的过程,包括:
通过在节点集的任意两个相邻节点之间传输路由报文的方式,来确定出所述所有可行路径;
从所述所有可行路径中筛选出路径距离最短的路径,并将该路径确定为所述最优路由路径;
其中,所述路由报文包括代理路由请求报文以及代理路由应答报文,所述代理路由请求报文的报文格式为通过在RREQ报文格式中增加第一标记后得到的报文格式,所述代理路由应答报文的报文格式为通过在RREP报文格式中增加第二标记后得到的报文格式,所述第一标记用于表示相应的报文为代理路由请求报文,所述第二标记用于表示相应的报文为针对代理路由请求报文做出应答后得到的报文。
优选的,在将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径的过程之后,还包括:
对所述最优路由路径上的每个节点对应的路由表信息进行相应地更新。
本发明还公开了一种Ad hoc通信网络优化系统,包括:
节点监视模块,用于对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视,以确定所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点是否发生变化;其中,所述当前路由路径为始发节点和目的节点之间的通信链路;
判断模块,用于当所述节点监视模块监视到所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断所述新邻居节点是否满足预设的通信传输要求;
寻优模块,用于当所述判断模块判定所述新邻居节点满足所述通信传输要求,则在所述新邻居节点以及所述当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;其中,所述所有可行路径中的任一路径均为能够在所述始发节点和所述目的节点之间进行信息传输的路径;
链路管理模块,用于当所述最优路由路径与所述当前路由路径为同一路径,则继续将所述当前路由路径作为所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路,若所述最优路由路径与所述当前路由路径为不同路径,则将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径。
优选的,所述判断模块包括:
第一计算单元,用于根据能量损耗率计算公式,计算所述新邻居节点的能量损耗率;
第二计算单元,用于计算所述新邻居节点的信号强度;
第三计算单元,用于利用所述能量损耗率和所述信号强度,并根据预设公式,计算所述新邻居节点的可传输率;
判断单元,用于判断所述可传输率是否大于或等于1,如果是,则判定所述新邻居节点满足所述通信传输要求,如果否,则判定所述新邻居节点不满足所述通信传输要求;
其中,所述能量损耗率计算公式为:
所述预设公式为:
其中,ΔT表示预设时间段,Ea表示在所述预设时间段的起始时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eb表示在所述预设时间段的终止时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eip表示所述能量损耗率,H表示所述信号强度,P表示所述可传输率。
优选的,所述寻优模块,具体用于通过在节点集的任意两个相邻节点之间传输路由报文的方式,来确定出所述所有可行路径,然后从所述所有可行路径中筛选出路径距离最短的路径,并将该路径确定为所述最优路由路径;
其中,所述路由报文包括代理路由请求报文以及代理路由应答报文,所述代理路由请求报文的报文格式为通过在RREQ报文格式中增加第一标记后得到的报文格式,所述代理路由应答报文的报文格式为通过在RREP报文格式中增加第二标记后得到的报文格式,所述第一标记用于表示相应的报文为代理路由请求报文,所述第二标记用于表示相应的报文为针对代理路由请求报文做出应答后得到的报文。
优选的,所述Ad hoc通信网络优化系统,还包括:
信息更新模块,用于在所述链路管理模块将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径之后,对所述最优路由路径上的每个节点对应的路由表信息进行相应地更新。
本发明中,Ad hoc通信网络优化方法,包括:对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视,以确定当前路由路径上的任一节点的邻居节点是否发生变化;若监视到当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断新邻居节点是否满足预设的通信传输要求,如果是,则在新邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;若最优路由路径与当前路由路径为同一路径,则继续将当前路由路径作为始发节点和目的节点之间的通信链路,若最优路由路径与当前路由路径为不同路径,则将始发节点和目的节点之间的通信链路由当前路由路径切换为最优路由路径。可见,本发明中,通过对当前路由路径进行实时监视,一旦监视到当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新的邻居节点,并且在该新的邻居节点满足通信传输要求的情况下,启动路径寻优处理,也即在上述新的邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以得到最优路由路径,进而将该最优路由路径作为始发节点至目的节点之间的通信链路,从而使得Ad hoc通信网络在节点移动的过程中,能够以最优路由路径来进行数据传输,由此降低了Ad hoc通信网络中的数据传输延迟以及提高了节点能量效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种Ad hoc通信网络优化方法流程图;
图2a和图2b均为导致路径节点的邻居节点发生变化的具体情形示意图;
图3为本实施例中所使用的代理路由请求报文的报文格式构造图;
图4为本实施例中所使用的代理路由应答报文的报文格式构造图;
图5a和图5b均为本发明实施例中公开的链路切换示意图;
图6为本发明实施例公开的一种Ad hoc通信网络优化系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种Ad hoc通信网络优化方法,参见图1所示,该方法包括:
步骤S11:对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视,以确定当前路由路径上的任一节点的邻居节点是否发生变化;其中,当前路由路径为始发节点和目的节点之间的通信链路。
可以理解的是,本实施例中,当前路由路径上的节点的移动以及当前路由路径之外的外部节点的移动均能引起当前路由路径上的节点的邻居节点的变化。图2a示出了由于当前路由路径上的节点的移动而造成当前路由路径上的节点的邻居节点的变化的情况,也即,如图2a所示,由于当前路由路径上节点的移动,使得原本不互为邻居节点的节点1和节点5成为了邻居节点,此时,节点1的所有邻居节点中增加了节点5,而节点5的所有邻居节点中则增加了节点1。图2b示出了由于当前路由路径之外的外部节点的移动而造成当前路由路径上的节点的邻居节点的变化的情况,也即,如图2b所示,由于外部节点A的移动,使得节点1的邻居节点中增加了外界节点A。
步骤S12:若监视到当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断新邻居节点是否满足预设的通信传输要求,如果是,则在新邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;其中,所有可行路径中的任一路径均为能够在始发节点和目的节点之间进行信息传输的路径。
需要说明的是,如果当前路由路径上的节点的邻居节点的变化是由于当前路由路径上的节点的移动而引起的,则在当前路由路径上新增加的两个互为邻居节点的节点中,需要对其中距离目的节点较近的节点进行上述通信传输要求的判断,以图2a为例,由于节点1和节点5成为了邻居节点,并且由于节点5更靠近目的节点D,所以此时可判断节点5是否满足上述预设的通信传输要求,在满足通信传输要求的情况下,可以在当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,也即在始发节点S、节点1、节点2、节点3、节点4、节点5以及目的节点D之间再次展开路径寻优处理。
如果当前路由路径上的节点的邻居节点的变化是由于当前路由路径之外的外部节点的移动而引起的,则需要对这外部节点进行上述通信传输要求的判断,以图2b为例,由于外部节点A移动至节点1的附近,使得节点1的邻居节点中新增了外部节点A,此时可判断外部节点A是否满足上述预设的通信传输要求,在满足通信传输要求的情况下,则在外部节点A、始发节点S、节点1、节点2、节点3、节点4、节点5以及目的节点D之间启动路径寻优处理。
可以理解的是,上述路径寻优处理过程中得到的所有可行路径中的任一路径均为能够在始发节点和目的节点之间进行信息传输的路径。其中,上述所有可行路径中路径距离最短的路径便为最优路由路径。可以理解的是,该最优路由路径与上述当前路由路径之间可能是同一路径,当然也可能是不相同的路径。
步骤S13:若最优路由路径与当前路由路径为同一路径,则继续将当前路由路径作为始发节点和目的节点之间的通信链路,若最优路由路径与当前路由路径为不同路径,则将始发节点和目的节点之间的通信链路由当前路由路径切换为最优路由路径。
可见,本发明实施例中,通过对当前路由路径进行实时监视,一旦监视到当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新的邻居节点,并且在该新的邻居节点满足通信传输要求的情况下,启动路径寻优处理,也即在上述新的邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以得到最优路由路径,进而将该最优路由路径作为始发节点至目的节点之间的通信链路,从而使得Ad hoc通信网络在节点移动的过程中,能够以最优路由路径来进行数据传输,由此降低了Ad hoc通信网络中的数据传输延迟以及提高了节点能量效率。
本发明实施例公开了一种具体的Ad hoc通信网络优化方法,相对于上一实施例,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的:
上一实施例步骤S12中,判断新邻居节点是否满足预设的通信传输要求的过程,具体可以包括下面步骤S121至S124:
步骤S121:根据能量损耗率计算公式,计算新邻居节点的能量损耗率;
步骤S122:计算新邻居节点的信号强度;
步骤S123:利用能量损耗率和信号强度,并根据预设公式,计算新邻居节点的可传输率;
步骤S124:判断可传输率是否大于或等于1,如果是,则判定新邻居节点满足通信传输要求,如果否,则判定新邻居节点不满足通信传输要求;
其中,能量损耗率计算公式为:
预设公式为:
其中,ΔT表示预设时间段,Ea表示在预设时间段的起始时刻下新邻居节点的剩余能量,Eb表示在预设时间段的终止时刻下新邻居节点的剩余能量,Eip表示能量损耗率,H表示信号强度,P表示可传输率。
需要进一步说明的是,上述步骤S122中,如何计算节点的信号强度是现有技术中已经公开的技术,具体的,可以在两径模型下,利用如下计算公式来计算上述新邻居节点的信号强度:
其中,H为节点信号强度,Pt为传输功率,Gt为发送节点的天线增益,Gr为接收节点的天线增益,ht为发送天线的高度,hr为接收天线的高度,d为两节点之间的距离,L为系统的损失因子。
可见,本实施例具体可以基于可传输率的大小来判断上述新邻居节点是否满足通信传输要求,当然,为了减少计算量,本实施例也可以仅仅基于两个节点之间的距离大小来判断上述新邻居节点是否满足通信传输要求,具体的,可以先计算出上述新邻居节点以及当前路由路径上对应节点之间的路径距离,然后通过判断该路径距离是否小于预设距离值,如果是,则判定上述新邻居节点满足通信传输要求,如果否,则判定上述新邻居节点不满足通信传输要求。
另外,上一实施例步骤S12中,在新邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理的过程,具体可以包括:
通过在节点集的任意两个相邻节点之间传输路由报文的方式,来确定出所有可行路径,然后从所有可行路径中筛选出路径距离最短的路径,并将该路径确定为最优路由路径;
其中,上述路由报文包括代理路由请求报文以及代理路由应答报文,代理路由请求报文的报文格式为通过在RREQ报文格式中增加第一标记后得到的报文格式,代理路由应答报文的报文格式为通过在RREP报文格式中增加第二标记后得到的报文格式,第一标记用于表示相应的报文为代理路由请求报文,第二标记用于表示相应的报文为针对代理路由请求报文做出应答后得到的报文。需要说明的是,上述RREQ报文格式以及RREP报文格式分别是AODV协议中规定的路由请求报文格式和路由应答报文格式。
可以理解的是,本实施例在进行路径寻优处理的过程与现有技术中进行路径寻优的过程较为相似,区别的地方在于在路径寻优过程中所涉及的报文会有所不同,现有技术在进行路径寻优处理时,所涉及的报文是RREQ报文和RREP报文,而本实施例在进行路径寻优处理时,所涉及的报文是在对RREQ报文和RREP报文进行适应性地调整后得到的。图3示出了本实施例中所使用的代理路由请求报文的报文格式,相对于RREQ报文格式,本实施例中所使用的代理路由请求报文的报文格式中增加了标记P,这个标记P也即是上述的第一标记,用于表示相应的报文为代理路由请求报文。而图4则示出了本实施例中所使用的代理路由应答报文格式,相对于RREP报文格式,本实施例中所使用的代理路由应答报文的报文格式中增加了两个标记,分别为标记P和标记X,这两个标记也即是上述的第二标记,用于表示相应的报文为针对代理路由请求报文做出应答后得到的报文。其中,上述第二标记中的标记X用于对应答事件进行标记,也即,利用该标记X来表示是否已经针对相应的代理路由请求报文做出了应答。
本实施例中,当得到最优路由路径之后,若最优路由路径与当前路由路径为同一路径,则继续将当前路由路径作为始发节点和目的节点之间的通信链路,若最优路由路径与当前路由路径为不同路径,则将始发节点和目的节点之间的通信链路由当前路由路径切换为最优路由路径。如图5a所示,当最优路由路径,也即由始发节点S、节点1、节点5以及目的节点D之间形成的最优路由路径确定之后,由于该路径与上述当前路由路径不是同一路径,所以将始发节点和目的节点之间的通信链路由上述当前路由路径切换为该最优路由路径,并且取消由节点2、节点3以及节点4形成的无效链路。另外,如图5b所示,当最优路由路径,也即由始发节点S、节点1、节点A、节点5以及目的节点D之间形成的最优路由路径确定之后,由于该路径与上述当前路由路径不是同一路径,所以将始发节点和目的节点之间的通信链路由上述当前路由路径切换为该最优路由路径,并且取消由节点2、节点3以及节点4形成的无效链路。
进一步的,本实施例中,在将始发节点和目的节点之间的通信链路由当前路由路径切换为最优路由路径的过程之后,还可以包括:对最优路由路径上的每个节点对应的路由表信息进行相应地更新。
相应的,本发明实施例还公开了一种Ad hoc通信网络优化系统,参见图6所示,该系统包括:
节点监视模块61,用于对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视,以确定当前路由路径上的任一节点的邻居节点是否发生变化;其中,当前路由路径为始发节点和目的节点之间的通信链路;
判断模块62,用于当节点监视模块61监视到当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断新邻居节点是否满足预设的通信传输要求;
寻优模块63,用于当判断模块62判定新邻居节点满足通信传输要求,则在新邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;其中,所有可行路径中的任一路径均为能够在始发节点和目的节点之间进行信息传输的路径;
链路管理模块64,用于当最优路由路径与当前路由路径为同一路径,则继续将当前路由路径作为始发节点和目的节点之间的通信链路,若最优路由路径与当前路由路径为不同路径,则将始发节点和目的节点之间的通信链路由当前路由路径切换为最优路由路径。
可见,本发明实施例中,通过对当前路由路径进行实时监视,一旦监视到当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新的邻居节点,并且在该新的邻居节点满足通信传输要求的情况下,启动路径寻优处理,也即在上述新的邻居节点以及当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以得到最优路由路径,进而将该最优路由路径作为始发节点至目的节点之间的通信链路,从而使得Ad hoc通信网络在节点移动的过程中,能够以最优路由路径来进行数据传输,由此降低了Ad hoc通信网络中的数据传输延迟以及提高了节点能量效率。
具体的,上述判断模块可以包括第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和判断单元;其中,
第一计算单元,用于根据能量损耗率计算公式,计算新邻居节点的能量损耗率;
第二计算单元,用于计算新邻居节点的信号强度;
第三计算单元,用于利用能量损耗率和信号强度,并根据预设公式,计算新邻居节点的可传输率;
判断单元,用于判断可传输率是否大于或等于1,如果是,则判定新邻居节点满足通信传输要求,如果否,则判定新邻居节点不满足通信传输要求;
其中,能量损耗率计算公式为:
预设公式为:
其中,ΔT表示预设时间段,Ea表示在预设时间段的起始时刻下新邻居节点的剩余能量,Eb表示在预设时间段的终止时刻下新邻居节点的剩余能量,Eip表示能量损耗率,H表示信号强度,P表示可传输率。
另外,上述寻优模块,具体可以用于通过在节点集的任意两个相邻节点之间传输路由报文的方式,来确定出所有可行路径,然后从所有可行路径中筛选出路径距离最短的路径,并将该路径确定为最优路由路径;
其中,路由报文包括代理路由请求报文以及代理路由应答报文,代理路由请求报文的报文格式为通过在RREQ报文格式中增加第一标记后得到的报文格式,代理路由应答报文的报文格式为通过在RREP报文格式中增加第二标记后得到的报文格式,第一标记用于表示相应的报文为代理路由请求报文,第二标记用于表示相应的报文为针对代理路由请求报文做出应答后得到的报文。
进一步的,本实施例中的Ad hoc通信网络优化系统,还可以包括:
信息更新模块,用于在链路管理模块将始发节点和目的节点之间的通信链路由当前路由路径切换为最优路由路径之后,对最优路由路径上的每个节点对应的路由表信息进行相应地更新。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种Ad hoc通信网络优化方法及系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种Ad hoc通信网络优化方法,其特征在于,包括:
对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视,以确定所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点是否发生变化;其中,所述当前路由路径为始发节点和目的节点之间的通信链路;
若监视到所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断所述新邻居节点是否满足预设的通信传输要求,如果是,则在所述新邻居节点以及所述当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;其中,所述所有可行路径中的任一路径均为能够在所述始发节点和所述目的节点之间进行信息传输的路径;
若所述最优路由路径与所述当前路由路径为同一路径,则继续将所述当前路由路径作为所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路,若所述最优路由路径与所述当前路由路径为不同路径,则将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径;
并且,所述在所述新邻居节点以及所述当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理的过程,包括:
通过在节点集的任意两个相邻节点之间传输路由报文的方式,来确定出所述所有可行路径;从所述所有可行路径中筛选出路径距离最短的路径,并将该路径确定为所述最优路由路径;其中,所述路由报文包括代理路由请求报文以及代理路由应答报文,所述代理路由请求报文的报文格式为通过在RREQ报文格式中增加第一标记后得到的报文格式,所述代理路由应答报文的报文格式为通过在RREP报文格式中增加第二标记后得到的报文格式,所述第一标记用于表示相应的报文为代理路由请求报文,所述第二标记用于表示相应的报文为针对代理路由请求报文做出应答后得到的报文。
2.根据权利要求1所述的Ad hoc通信网络优化方法,其特征在于,所述判断所述新邻居节点是否满足预设的通信传输要求的过程,包括:
根据能量损耗率计算公式,计算所述新邻居节点的能量损耗率;
计算所述新邻居节点的信号强度;
利用所述能量损耗率和所述信号强度,并根据预设公式,计算所述新邻居节点的可传输率;
判断所述可传输率是否大于或等于1,如果是,则判定所述新邻居节点满足所述通信传输要求,如果否,则判定所述新邻居节点不满足所述通信传输要求;
其中,所述能量损耗率计算公式为:
所述预设公式为:
其中,ΔT表示预设时间段,Ea表示在所述预设时间段的起始时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eb表示在所述预设时间段的终止时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eip表示所述能量损耗率,H表示所述信号强度,P表示所述可传输率。
3.根据权利要求1或2所述的Ad hoc通信网络优化方法,其特征在于,在将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径的过程之后,还包括:
对所述最优路由路径上的每个节点对应的路由表信息进行相应地更新。
4.一种Ad hoc通信网络优化系统,其特征在于,包括:
节点监视模块,用于对Ad hoc通信网络中的当前路由路径上的每一节点进行实时监视,以确定所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点是否发生变化;其中,所述当前路由路径为始发节点和目的节点之间的通信链路;
判断模块,用于当所述节点监视模块监视到所述当前路由路径上的任一节点的邻居节点中出现新邻居节点,则判断所述新邻居节点是否满足预设的通信传输要求;
寻优模块,用于当所述判断模块判定所述新邻居节点满足所述通信传输要求,则在所述新邻居节点以及所述当前路由路径上的节点之间展开路径寻优处理,以从所有可行路径中筛选出具有最短路径距离的最优路由路径;其中,所述所有可行路径中的任一路径均为能够在所述始发节点和所述目的节点之间进行信息传输的路径;
链路管理模块,用于当所述最优路由路径与所述当前路由路径为同一路径,则继续将所述当前路由路径作为所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路,若所述最优路由路径与所述当前路由路径为不同路径,则将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径;
并且,所述寻优模块,具体用于通过在节点集的任意两个相邻节点之间传输路由报文的方式,来确定出所述所有可行路径,然后从所述所有可行路径中筛选出路径距离最短的路径,并将该路径确定为所述最优路由路径;
其中,所述路由报文包括代理路由请求报文以及代理路由应答报文,所述代理路由请求报文的报文格式为通过在RREQ报文格式中增加第一标记后得到的报文格式,所述代理路由应答报文的报文格式为通过在RREP报文格式中增加第二标记后得到的报文格式,所述第一标记用于表示相应的报文为代理路由请求报文,所述第二标记用于表示相应的报文为针对代理路由请求报文做出应答后得到的报文。
5.根据权利要求4所述的Ad hoc通信网络优化系统,其特征在于,所述判断模块包括:
第一计算单元,用于根据能量损耗率计算公式,计算所述新邻居节点的能量损耗率;
第二计算单元,用于计算所述新邻居节点的信号强度;
第三计算单元,用于利用所述能量损耗率和所述信号强度,并根据预设公式,计算所述新邻居节点的可传输率;
判断单元,用于判断所述可传输率是否大于或等于1,如果是,则判定所述新邻居节点满足所述通信传输要求,如果否,则判定所述新邻居节点不满足所述通信传输要求;
其中,所述能量损耗率计算公式为:
所述预设公式为:
其中,ΔT表示预设时间段,Ea表示在所述预设时间段的起始时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eb表示在所述预设时间段的终止时刻下所述新邻居节点的剩余能量,Eip表示所述能量损耗率,H表示所述信号强度,P表示所述可传输率。
6.根据权利要求4或5所述的Ad hoc通信网络优化系统,其特征在于,还包括:
信息更新模块,用于在所述链路管理模块将所述始发节点和所述目的节点之间的通信链路由所述当前路由路径切换为所述最优路由路径之后,对所述最优路由路径上的每个节点对应的路由表信息进行相应地更新。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610885584.4A CN106231633B (zh) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | 一种Ad hoc通信网络优化方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610885584.4A CN106231633B (zh) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | 一种Ad hoc通信网络优化方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106231633A CN106231633A (zh) | 2016-12-14 |
CN106231633B true CN106231633B (zh) | 2019-12-06 |
Family
ID=58076280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610885584.4A Active CN106231633B (zh) | 2016-10-10 | 2016-10-10 | 一种Ad hoc通信网络优化方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106231633B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108064439B (zh) | 2017-10-17 | 2021-04-06 | 达闼机器人有限公司 | 一种网络路径优化方法、系统、控制服务端以及入网端 |
CN110234154B (zh) * | 2019-06-17 | 2021-11-30 | 广东工业大学 | 一种支持自组网的户外团队通讯系统 |
CN110391986B (zh) * | 2019-09-03 | 2021-04-20 | 北京百佑科技有限公司 | 智能门锁的路由通信方法以及系统 |
CN112558474B (zh) * | 2020-11-30 | 2022-06-03 | 重庆邮电大学 | 基于多目标遗传算法的低轨卫星通信线路切换控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1761231A (zh) * | 2004-10-15 | 2006-04-19 | 中国科学技术大学 | 移动自组网络的分布式动态蜂窝路由的构建方法 |
CN101494591A (zh) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | 华为技术有限公司 | 一种端到端的路由方法、装置和系统 |
CN101945460A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-12 | 湘潭大学 | 一种用于Ad Hoc网络环境下的基于节能的AODV路由选择方法 |
CN101951656A (zh) * | 2010-10-07 | 2011-01-19 | 西安电子科技大学 | 具有能量有效和编码感知的无线网络路由协议的设计方法 |
CN102088752A (zh) * | 2011-03-10 | 2011-06-08 | 张毅昆 | 用于无线多跳网络的锁定路由方法 |
CN103220806A (zh) * | 2003-12-19 | 2013-07-24 | 艾利森电话股份有限公司 | 用于多跳网络中建立的连接的快速/机会性分布式资源重新分配 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7428221B2 (en) * | 2004-06-01 | 2008-09-23 | Cisco Technology, Inc. | Arrangement for providing network prefix information from attached mobile routers to a clusterhead in a tree-based ad hoc mobile network |
-
2016
- 2016-10-10 CN CN201610885584.4A patent/CN106231633B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103220806A (zh) * | 2003-12-19 | 2013-07-24 | 艾利森电话股份有限公司 | 用于多跳网络中建立的连接的快速/机会性分布式资源重新分配 |
CN1761231A (zh) * | 2004-10-15 | 2006-04-19 | 中国科学技术大学 | 移动自组网络的分布式动态蜂窝路由的构建方法 |
CN101494591A (zh) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | 华为技术有限公司 | 一种端到端的路由方法、装置和系统 |
CN101945460A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-12 | 湘潭大学 | 一种用于Ad Hoc网络环境下的基于节能的AODV路由选择方法 |
CN101951656A (zh) * | 2010-10-07 | 2011-01-19 | 西安电子科技大学 | 具有能量有效和编码感知的无线网络路由协议的设计方法 |
CN102088752A (zh) * | 2011-03-10 | 2011-06-08 | 张毅昆 | 用于无线多跳网络的锁定路由方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106231633A (zh) | 2016-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4531683B2 (ja) | 無線通信装置およびアドホック経路情報取得方法 | |
CN106231633B (zh) | 一种Ad hoc通信网络优化方法及系统 | |
EP1956768A1 (en) | Apparatus and method of controlling ad hoc network route | |
JP6239636B2 (ja) | ワイヤレス通信のレンジ拡大(rangeextension)のためのシステム、装置、および方法 | |
CN103108374B (zh) | 一种混合结构矿井应急救援无线网状网的节能路由算法 | |
CN103476086B (zh) | 基于节点拥塞度预测的动态多径aodv路由方法 | |
CN103260211B (zh) | 一种改进的aomdv路由方法 | |
JP5036602B2 (ja) | 無線アドホック端末およびアドホック・ネットワーク・システム | |
JP2008306314A (ja) | マルチホップ通信ネットワークにおける隣接ノード確認方法、マルチホップ通信ネットワークのノード | |
JP2007074011A (ja) | 無線通信端末およびQoS情報収集方法 | |
JP2005223697A (ja) | マルチホップ無線ネットワークの経路更新方法および無線端末 | |
JP2007235945A (ja) | マルチホップ・ハンドオーバのためのモーション・アウェア・ゲートウェイ選択方法および装置 | |
Norman et al. | A faster routing scheme for stationary wireless sensor networks-a hybrid approach | |
JP5851020B2 (ja) | 通信システム、及び通信方法 | |
JP4839993B2 (ja) | マルチホップネットワーク及びその経路情報管理方法並びにそれに用いる通信端末 | |
JP4569544B2 (ja) | 無線マルチホップネットワークの経路制御システム | |
KR100821301B1 (ko) | 애드혹 네트워크에서의 라우팅 성능 개선 방법 및 장치 | |
Mahajan et al. | Event driven dynamic path optimization for AODV in MANET | |
Mir et al. | Infrastructure-assisted joint power adaptation and routing for heterogeneous vehicular networks | |
JP4855176B2 (ja) | アドホック・ネットワークを構成するノード | |
Zhang et al. | An Enhanced AODV Route Repairing Mechanism in Wireless Ad-Hoc Sensor Network. | |
JP2008109614A (ja) | 通信方法及び無線通信端末 | |
Sankar et al. | A predictive route maintenance protocol based on signal strength for dense Ad hoc networks | |
Mohsin et al. | Optimized reliable hybrid routing protocol based link stability for Mobile wireless networks | |
Wang et al. | A quality of service routing protocol based on mobility prediction in mobile ad hoc networks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |