一种基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法技术

本发明专利技术公开了一种基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，按照节点的剩余能量将其分类，并以此建立能量相对均匀的传输路径。其实现方案是：在源节点发出路由请求报文RREQ时，路由请求报文RREQ沿途收集途经节点的剩余能量信息。通过搜集到的信息，计算出能量划分第一阈值、能量划分第二阈值的值，用以将所有节点按其剩余能量分成三类。往后的数据传输中，每个节点可以选择将数据包传输给邻居节点中节点能量类型最高的作为下一跳，从而形成能量水平相对平均的路径。本发明专利技术解决了以往多路径自组织网络中节点能量消耗不平均，生存时间较短的问题，同时降低了端到端的时延。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，尤其涉及一种基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法。
技术介绍
网络路由协议通常分为主动式路由协议和被动式路由协议两种。主动路由协议是路由器在互联网上动态找寻所有网络，确保所有路由器拥有相同路由表的协议。被动路由协议是路由器不自动搜寻网络，需要手工配置，一旦所有的路由器了解了所有的网络，被动路由协议便可用来发送用户数据，通过互联网络被动路由协议被分派到接口上并决定数据包的传送方式。主动式路由协议需要大量的路由控制报文，协议开销较大，与被动协议相比消耗更多的资源，所以被动式路由协议是目前使用得比较多的一种。目前，自组织网络被动多路径距离矢量路由协议AOMDV作为应用最广泛的多路径路由协议，通过获取链路不相交或结点不相交路径和多条无环路来维持有效容错和实现路由快速恢复。但是AOMDV协议没有真正考虑到移动节点的能源有限性的特点，无法真正根据网络的能耗与节点的剩余能量做到平衡全网的能量消耗。在自组织网络中，节点可以是计算机，手机或者是传感器，PDA等设备，通常由电池供电，能量有限，而节点的能量有限性是制约网络生存时间的关键因素，关键节点的能量过早耗尽并被从网络中删除，将影响网络的工作效率并降低网络的生存时间。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法。本方法通过将节点根据剩余能量进行分类，从而形成能量水平更均匀的传输路径，有利于平衡网络中各节点的能量消耗，从而延长网络的生存时间。为实现上述目的，本专利技术所述方法的技术方案如下：种基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，包括以下步骤：步骤一：源节点需要发送数据时检索自身路由表；步骤二：接收路由请求报文RREQ的节点处理报文中的信息；步骤三：接收路由请求报文RREQ的节点判断自己是否为目的节点；步骤四：目的节点获取能量划分第一阈值、能量划分第二阈值并对节点分类；步骤五：目的节点根据能量划分第一阈值、能量划分第二阈值选择路由应答报文RREP的传输路径；步骤六：根据能量划分第一阈值、能量划分第二阈值选择数据包的传输路径。进一步根据所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，步骤一中源节点需要发送数据时检索自身路由表：网络中节点的路由表包括，目的节点IP地址、目的节点序列号、广播跳数及路径列表，路径列表包括下一跳、跳数、w(u)和marked_node，其中w(u)表示节点u的剩余能量，marked_node用于记录节点是否被反向路径选中；若当前路径中下一跳节点被marked_node域标记为已被反向链路选中，则节点在转发数据时不会使用该路径，从而确保链路不相交来维持有效容错和实现路由快速恢复；源节点需要向目的节点传输数据时，源节点首先检查当前节点路由表中是否有到达目的节点的路径；若源节点路由表中有到达目的节点的路径，则按照该路径信息将数据包传输至指定的下一跳节点；若路由表中没有到达目的节点的路径，则源节点广播一个路由请求报文RREQ至它的所有邻节点，路由请求报文RREQ在AOMDV路由请求报文的基础上增加额外的字段：sum和P，sum的值等于esum(Pi(u0,un))，其中Pi(u0,un)为从源节点u0到目的节点un的所有路径中的第i条路径，esum(Pi(u0,un))则表示此路径上所有节点的剩余能量和，P用于记录路由请求报文RREQ经过的所有节点的剩余能量信息；在源节点检索路由表，sum值等于源节点剩余能量，P仅拥有源节点的剩余能量信息。进一步根据所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，步骤二中接收路由请求报文RREQ的节点处理报文中的信息：邻节点接收到路由请求报文后，做如下处理：更新该邻节点的路由表：将该邻节点路由表中所有下一跳为路由请求报文来源节点的路径中的w(u)更新为路由请求报文来源节点的剩余能量；更新路由请求报文：将该邻节点剩余能量加入路由请求报文中的字段P；将路由请求报文中的字段sum更新为当前节点的剩余能量与未更新前的sum之和。进一步根据所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，步骤三中接收路由请求报文RREQ的节点判断自己是否为目的节点：若接收路由请求报文RREQ的节点检查出报文中的目的地址与自身地址不相符，则检查该节点路由表中是否有到达目的节点的路径，若有，则按照该路径将路由请求报文传输至下一跳节点；若没有，则将路由请求报文转发至该节点除来源节点以外的所有邻节点，直到将路由请求报文发送到目的节点；若接收路由请求报文RREQ的节点检查出报文中的目的地址与自身地址相符，即该接收节点为目的节点，则目的节点首先等待一段长为RREQ_Wait_time的时间，以便在这段时间内收到所有路由请求报文，目的节点将报文中的信息更新至自身的路由表中；此时目的节点拥有从源节点到达目的节点的所有路径中节点的剩余能量信息与剩余能量和信息。进一步根据所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，步骤四中目的节点获取能量划分第一阈值、能量划分第二阈值并对节点分类：目的节点根据收到所有的报文中的sum值以及节点总数得出能量划分第一阈值、能量划分第二阈值，通过以下方式具体获取两个参数的值：(1)能量划分第一阈值：其中Pi(u0,un)为从源节点u0到目的节点un中的所有路径中的第i条路径，esum(Pi(u0,un))即此路径上所有节点的剩余能量和，因此可得esum(P(u0,un))为从源节点u0到目的节点un中的所有路径上节点的剩余能量和，能量划分第一阈值eaverageNet(P(u0,un))，有：其中为从源节点u0到目的节点un中的所有路径上节点的总数，因此能量划分第一阈值实际上为这所有节点的平均剩余能量；(2)能量划分第二阈值：目的节点在RREQ_Wait_time时间内共收到M个路由请求报文，目的节点将所有节点按照其剩余能量从大到小排序；能量划分第二阈值为所有节点中剩余能量第M小的节点的剩余能量值；得到能量划分第一阈值和能量划分第二阈值后，对节点进行分类，节点剩余能量小于能量划分第二阈值的节点为低能量类，剩余能量高于能量划分第一阈值的节点为高能量类，而剩余能量在两个能量划分阈值之间的节点为中能量类；能量划分第一阈值是网络中所有节点的平均剩余能量，因此任何剩余能量高于能量划分第一阈值的节点被认为是适合于传输的节点，将被优先用于数据传输。进一步根据所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，步骤五中目的节点根据能量划分第一阈值、能量划分第二阈值选择路由应答报文RREP的传输路径：目的节点向源节点发送一个路由应答报文，路由应答报文携带能量划分第一阈值和能量划分第二阈值，同时在传输过程中将路由应答报文到达节点的剩余能量更新到路由应答报文下一跳节点中，从而帮助节点更新自身邻节点的剩余能量；转发路由应答报文时，节点会根据节点类型，将RREP报文转发至节点类型与当前节点类型相同的节点；若所有相邻节点的类型与当前节点的类型均不相同，则选择类型最低但高于当前节点类型的节点进行转发；若没有比当前节点类型更高的邻节点，则选择剩余节点中类型最高的节点；每一个中间节点重复此过程直至路由应答报文到达源节点，源节点接收第一个路由应答报文RREP时，等待一段长为RREP_Wait_ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：源节点需要发送数据时检索自身路由表；步骤二：接收路由请求报文RREQ的节点处理报文中的信息；步骤三：接收路由请求报文RREQ的节点判断自己是否为目的节点；步骤四：目的节点获取能量划分第一阈值、能量划分第二阈值并对节点分类；步骤五：目的节点根据能量划分第一阈值、能量划分第二阈值选择路由应答报文RREP的传输路径；步骤六：根据能量划分第一阈值、能量划分第二阈值选择数据包的传输路径。

【技术特征摘要】
1.一种基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：源节点需要发送数据时检索自身路由表；步骤二：接收路由请求报文RREQ的节点处理报文中的信息；步骤三：接收路由请求报文RREQ的节点判断自己是否为目的节点；步骤四：目的节点获取能量划分第一阈值、能量划分第二阈值并对节点分类；步骤五：目的节点根据能量划分第一阈值、能量划分第二阈值选择路由应答报文RREP的传输路径；步骤六：根据能量划分第一阈值、能量划分第二阈值选择数据包的传输路径。2.根据权利要求1所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，其特征在于，步骤一中源节点需要发送数据时检索自身路由表：网络中节点的路由表包括，目的节点IP地址、目的节点序列号、广播跳数及路径列表，路径列表包括下一跳、跳数、w(u)和marked_node，其中w(u)表示节点u的剩余能量，marked_node用于记录节点是否被反向路径选中；若当前路径中下一跳节点被marked_node域标记为已被反向链路选中，则节点在转发数据时不会使用该路径，从而确保链路不相交来维持有效容错和实现路由快速恢复；源节点需要向目的节点传输数据时，源节点首先检查当前节点路由表中是否有到达目的节点的路径；若源节点路由表中有到达目的节点的路径，则按照该路径信息将数据包传输至指定的下一跳节点；若路由表中没有到达目的节点的路径，则源节点广播一个路由请求报文RREQ至它的所有邻节点，路由请求报文RREQ在AOMDV路由请求报文的基础上增加额外的字段：sum和P，sum的值等于esum(Pi(u0,un))，其中Pi(u0,un)为从源节点u0到目的节点un的所有路径中的第i条路径，esum(Pi(u0,un))则表示此路径上所有节点的剩余能量和，P用于记录路由请求报文RREQ经过的所有节点的剩余能量信息；在源节点检索路由表，sum值等于源节点剩余能量，P仅拥有源节点的剩余能量信息。3.根据权利要求1或2所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，其特征在于，步骤二中接收路由请求报文RREQ的节点处理报文中的信息：邻节点接收到路由请求报文后，做如下处理：更新该邻节点的路由表：将该邻节点路由表中所有下一跳为路由请求报文来源节点的路径中的w(u)更新为路由请求报文来源节点的剩余能量；更新路由请求报文：将该邻节点剩余能量加入路由请求报文中的字段P；将路由请求报文中的字段sum更新为当前节点的剩余能量与未更新前的sum之和。4.根据权利要求1-3任一项所述基于节点能量划分的AOMDV协议节能方法，其特征在于，步骤三中接收路由请求报文RREQ的节点判断自己是否为目的节点：若接收路由请求报文RREQ的节点检查出报文中的目的地址与自身地址不相符，则检查该节点路由表中是否有到达目的节点的路径，若有，则按照该路径将路由请求报文传输至下一跳节点；若没有，则将路由请求报文转发至该节点除来源节点以外的所有邻节点，直到将路由请求报文发送到目的节点；若接收路由请求报文RREQ的节点检查出报文中的目的地址与自身地址相符，即该接收节点为目的节点，则目的节点首先等待一段长为RREQ_Wait_time的时间，以便在这段时间内收到所有路由请求报文，目的节点将报文中的信息更新至自身的路由表中；此时目的节点拥有从源节点到达目的节点的所有路径中节点的剩余能量信息与剩余能量和信息。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏基，刘涛，刘宇鹏，
申请(专利权)人：陕西尚品信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61