本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法。

背景技術(shù)：

網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議通常分為主動(dòng)式路由協(xié)議和被動(dòng)式路由協(xié)議兩種。主動(dòng)路由協(xié)議是路由器在互聯(lián)網(wǎng)上動(dòng)態(tài)找尋所有網(wǎng)絡(luò)，確保所有路由器擁有相同路由表的協(xié)議。被動(dòng)路由協(xié)議是路由器不自動(dòng)搜尋網(wǎng)絡(luò)，需要手工配置，一旦所有的路由器了解了所有的網(wǎng)絡(luò)，被動(dòng)路由協(xié)議便可用來發(fā)送用戶數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)被動(dòng)路由協(xié)議被分派到接口上并決定數(shù)據(jù)包的傳送方式。主動(dòng)式路由協(xié)議需要大量的路由控制報(bào)文，協(xié)議開銷較大，與被動(dòng)協(xié)議相比消耗更多的資源，所以被動(dòng)式路由協(xié)議是目前使用得比較多的一種。目前，自組織網(wǎng)絡(luò)被動(dòng)多路徑距離矢量路由協(xié)議AOMDV作為應(yīng)用最廣泛的多路徑路由協(xié)議，通過獲取鏈路不相交或結(jié)點(diǎn)不相交路徑和多條無環(huán)路來維持有效容錯(cuò)和實(shí)現(xiàn)路由快速恢復(fù)。但是AOMDV協(xié)議沒有真正考慮到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的能源有限性的特點(diǎn)，無法真正根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的能耗與節(jié)點(diǎn)的剩余能量做到平衡全網(wǎng)的能量消耗。在自組織網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算機(jī)，手機(jī)或者是傳感器，PDA等設(shè)備，通常由電池供電，能量有限，而節(jié)點(diǎn)的能量有限性是制約網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的關(guān)鍵因素，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的能量過早耗盡并被從網(wǎng)絡(luò)中刪除，將影響網(wǎng)絡(luò)的工作效率并降低網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法。本方法通過將節(jié)點(diǎn)根據(jù)剩余能量進(jìn)行分類，從而形成能量水平更均勻的傳輸路徑，有利于平衡網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的能量消耗，從而延長網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述方法的技術(shù)方案如下：

種基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，包括以下步驟：

步驟一：源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)檢索自身路由表；

步驟二：接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)處理報(bào)文中的信息；

步驟三：接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)判斷自己是否為目的節(jié)點(diǎn)；

步驟四：目的節(jié)點(diǎn)獲取能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值并對(duì)節(jié)點(diǎn)分類；

步驟五：目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值選擇路由應(yīng)答報(bào)文RREP的傳輸路徑；

步驟六：根據(jù)能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑。

進(jìn)一步根據(jù)所述基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，步驟一中源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)檢索自身路由表：

網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的路由表包括，目的節(jié)點(diǎn)IP地址、目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)、廣播跳數(shù)及路徑列表，路徑列表包括下一跳、跳數(shù)、w(u)和marked_node，其中w(u)表示節(jié)點(diǎn)u的剩余能量，marked_node用于記錄節(jié)點(diǎn)是否被反向路徑選中；若當(dāng)前路徑中下一跳節(jié)點(diǎn)被marked_node域標(biāo)記為已被反向鏈路選中，則節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)使用該路徑，從而確保鏈路不相交來維持有效容錯(cuò)和實(shí)現(xiàn)路由快速恢復(fù)；

源節(jié)點(diǎn)需要向目的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，源節(jié)點(diǎn)首先檢查當(dāng)前節(jié)點(diǎn)路由表中是否有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑；

若源節(jié)點(diǎn)路由表中有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，則按照該路徑信息將數(shù)據(jù)包傳輸至指定的下一跳節(jié)點(diǎn)；

若路由表中沒有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，則源節(jié)點(diǎn)廣播一個(gè)路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ至它的所有鄰節(jié)點(diǎn)，路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ在AOMDV路由請(qǐng)求報(bào)文的基礎(chǔ)上增加額外的字段：sum和P，sum的值等于e_sum(P_i(u₀,u_n))，其中P_i(u₀,u_n)為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n的所有路徑中的第i條路徑，e_sum(P_i(u₀,u_n))則表示此路徑上所有節(jié)點(diǎn)的剩余能量和，P用于記錄路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ經(jīng)過的所有節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息；

在源節(jié)點(diǎn)檢索路由表，sum值等于源節(jié)點(diǎn)剩余能量，P僅擁有源節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息。

進(jìn)一步根據(jù)所述基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，步驟二中接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)處理報(bào)文中的信息：

鄰節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求報(bào)文后，做如下處理：

更新該鄰節(jié)點(diǎn)的路由表：將該鄰節(jié)點(diǎn)路由表中所有下一跳為路由請(qǐng)求報(bào)文來源節(jié)點(diǎn)的路徑中的w(u)更新為路由請(qǐng)求報(bào)文來源節(jié)點(diǎn)的剩余能量；

更新路由請(qǐng)求報(bào)文：將該鄰節(jié)點(diǎn)剩余能量加入路由請(qǐng)求報(bào)文中的字段P；將路由請(qǐng)求報(bào)文中的字段sum更新為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的剩余能量與未更新前的sum之和。

進(jìn)一步根據(jù)所述基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，步驟三中接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)判斷自己是否為目的節(jié)點(diǎn)：

若接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)檢查出報(bào)文中的目的地址與自身地址不相符，則檢查該節(jié)點(diǎn)路由表中是否有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，若有，則按照該路徑將路由請(qǐng)求報(bào)文傳輸至下一跳節(jié)點(diǎn)；若沒有，則將路由請(qǐng)求報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至該節(jié)點(diǎn)除來源節(jié)點(diǎn)以外的所有鄰節(jié)點(diǎn)，直到將路由請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)；

若接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)檢查出報(bào)文中的目的地址與自身地址相符，即該接收節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)，則目的節(jié)點(diǎn)首先等待一段長為RREQ_Wait_time的時(shí)間，以便在這段時(shí)間內(nèi)收到所有路由請(qǐng)求報(bào)文，目的節(jié)點(diǎn)將報(bào)文中的信息更新至自身的路由表中；

此時(shí)目的節(jié)點(diǎn)擁有從源節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的所有路徑中節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息與剩余能量和信息。

進(jìn)一步根據(jù)所述基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，步驟四中目的節(jié)點(diǎn)獲取能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值并對(duì)節(jié)點(diǎn)分類：

目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到所有的報(bào)文中的sum值以及節(jié)點(diǎn)總數(shù)得出能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值，通過以下方式具體獲取兩個(gè)參數(shù)的值：

(1)能量劃分第一閾值：

其中P_i(u₀,u_n)為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n中的所有路徑中的第i條路徑，e_sum(P_i(u₀,u_n))即此路徑上所有節(jié)點(diǎn)的剩余能量和，因此可得e_sum(P(u₀,u_n))為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n中的所有路徑上節(jié)點(diǎn)的剩余能量和，能量劃分第一閾值e_averageNet(P(u₀,u_n))，有：

其中為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n中的所有路徑上節(jié)點(diǎn)的總數(shù)，因此能量劃分第一閾值實(shí)際上為這所有節(jié)點(diǎn)的平均剩余能量；

(2)能量劃分第二閾值：

目的節(jié)點(diǎn)在RREQ_Wait_time時(shí)間內(nèi)共收到M個(gè)路由請(qǐng)求報(bào)文，目的節(jié)點(diǎn)將所有節(jié)點(diǎn)按照其剩余能量從大到小排序；

能量劃分第二閾值為所有節(jié)點(diǎn)中剩余能量第M小的節(jié)點(diǎn)的剩余能量值；

得到能量劃分第一閾值和能量劃分第二閾值后，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類，節(jié)點(diǎn)剩余能量小于能量劃分第二閾值的節(jié)點(diǎn)為低能量類，剩余能量高于能量劃分第一閾值的節(jié)點(diǎn)為高能量類，而剩余能量在兩個(gè)能量劃分閾值之間的節(jié)點(diǎn)為中能量類；

能量劃分第一閾值是網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的平均剩余能量，因此任何剩余能量高于能量劃分第一閾值的節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為是適合于傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)，將被優(yōu)先用于數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步根據(jù)所述基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，步驟五中目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值選擇路由應(yīng)答報(bào)文RREP的傳輸路徑：

目的節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)路由應(yīng)答報(bào)文，路由應(yīng)答報(bào)文攜帶能量劃分第一閾值和能量劃分第二閾值，同時(shí)在傳輸過程中將路由應(yīng)答報(bào)文到達(dá)節(jié)點(diǎn)的剩余能量更新到路由應(yīng)答報(bào)文下一跳節(jié)點(diǎn)中，從而幫助節(jié)點(diǎn)更新自身鄰節(jié)點(diǎn)的剩余能量；

轉(zhuǎn)發(fā)路由應(yīng)答報(bào)文時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型，將RREP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至節(jié)點(diǎn)類型與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)類型相同的節(jié)點(diǎn)；若所有相鄰節(jié)點(diǎn)的類型與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的類型均不相同，則選擇類型最低但高于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)類型的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；若沒有比當(dāng)前節(jié)點(diǎn)類型更高的鄰節(jié)點(diǎn)，則選擇剩余節(jié)點(diǎn)中類型最高的節(jié)點(diǎn)；

每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)重復(fù)此過程直至路由應(yīng)答報(bào)文到達(dá)源節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)接收第一個(gè)路由應(yīng)答報(bào)文RREP時(shí)，等待一段長為RREP_Wait_time的時(shí)間，以便在這段時(shí)間內(nèi)收到所有路由應(yīng)答報(bào)文，從而確定存在到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，進(jìn)而向目的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步根據(jù)所述基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，步驟六中根據(jù)能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑：

源節(jié)點(diǎn)收到路由應(yīng)答報(bào)文后，源節(jié)點(diǎn)將獲得到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的所有路徑上的節(jié)點(diǎn)更新過的剩余能量，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要傳輸數(shù)據(jù)包至這些節(jié)點(diǎn)中的任意一個(gè)時(shí)，路徑中節(jié)點(diǎn)的類型均已知，數(shù)據(jù)包的傳輸路徑選擇可以到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑中下一跳剩余能量類型最高的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，所有中間節(jié)點(diǎn)同樣選擇可以到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑中下一跳剩余能量類型最高的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直至數(shù)據(jù)包到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

1.本發(fā)明通過對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類，建立起能量水平更加平均的傳輸路徑，從而有效提高傳輸?shù)馁|(zhì)量，降低了能量消耗的同時(shí)有效改善了端到端的時(shí)延。

2.更高能量水平的傳輸路徑將被優(yōu)先使用，從而有效在全網(wǎng)中平衡能量的消耗。高能量的傳輸路徑將被用于傳輸更多的數(shù)據(jù)，而低能量的路徑則盡可能少地參與傳輸。從而避免了低能量的節(jié)點(diǎn)過早耗盡自身的能量而被從網(wǎng)絡(luò)中刪除，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈變化，從而有效提高了各節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間從而延長了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述一種基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法；

圖2為本發(fā)明所述路由方法中改進(jìn)的路由表項(xiàng)結(jié)構(gòu)；

圖3為驗(yàn)證本發(fā)明實(shí)際有效所進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)中參數(shù)的值；

圖4為仿真實(shí)驗(yàn)中得到的不同路由方法的能量耗盡的節(jié)點(diǎn)數(shù)與模擬時(shí)間的關(guān)系；

圖5為仿真實(shí)驗(yàn)中得到的不同路由方法的能量消耗與模擬時(shí)間的關(guān)系；

圖6為仿真實(shí)驗(yàn)中得到的不同路由方法的在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度為(0,2.5]情況下不同節(jié)點(diǎn)數(shù)量與平均端到端時(shí)延的關(guān)系；

圖7為仿真實(shí)驗(yàn)中得到的不同路由方法的在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度為(2.5,5]情況下不同節(jié)點(diǎn)數(shù)量與平均端到端時(shí)延的關(guān)系。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述方案和效果作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明所述一種基于節(jié)點(diǎn)能量劃分的AOMDV協(xié)議節(jié)能方法，包括以下步驟：

步驟一：源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)檢索自身路由表。

網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的路由表結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中w(u)表示節(jié)點(diǎn)u的剩余能量，marked_node用于記錄節(jié)點(diǎn)是否被反向路徑選中。若當(dāng)前路徑中下一跳節(jié)點(diǎn)被marked_node域標(biāo)記為已被反向鏈路選中，則節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)使用該路徑，從而確保鏈路不相交來維持有效容錯(cuò)和實(shí)現(xiàn)路由快速恢復(fù)。

當(dāng)某一源節(jié)點(diǎn)需要向目的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，源節(jié)點(diǎn)首先檢查當(dāng)前節(jié)點(diǎn)路由表中是否有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑。

(1)如果源節(jié)點(diǎn)路由表中有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，則按照該路徑信息將數(shù)據(jù)包傳輸至指定的下一跳節(jié)點(diǎn)。

(2)如果路由表中沒有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，則源節(jié)點(diǎn)廣播一個(gè)路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ至它的所有鄰節(jié)點(diǎn)。路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ在AOMDV路由請(qǐng)求報(bào)文的基礎(chǔ)上增加額外的字段：sum和P。sum的值等于e_sum(P_i(u₀,u_n))，其中P_i(u₀,u_n)為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n的所有路徑中的第i條路徑。e_sum(P_i(u₀,u_n))則表示此路徑上所有節(jié)點(diǎn)的剩余能量和。P用于記錄路由請(qǐng)求報(bào)文(RREQ)經(jīng)過的所有節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息。在源節(jié)點(diǎn)檢索路由表，sum值等于源節(jié)點(diǎn)剩余能量，P僅擁有源節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息。

步驟二：接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)處理報(bào)文中的信息。

鄰節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求報(bào)文后，做如下處理：

(1)更新該鄰節(jié)點(diǎn)的路由表：將該鄰節(jié)點(diǎn)路由表中所有下一跳為路由請(qǐng)求報(bào)文來源節(jié)點(diǎn)的路徑中的w(u)更新為路由請(qǐng)求報(bào)文來源節(jié)點(diǎn)的剩余能量。

(2)更新路由請(qǐng)求報(bào)文：將該鄰節(jié)點(diǎn)剩余能量加入路由請(qǐng)求報(bào)文中的字段P；將路由請(qǐng)求報(bào)文中的字段sum更新為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的剩余能量與未更新前的sum之和。

步驟三：接收路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ的節(jié)點(diǎn)判斷自己是否為目的節(jié)點(diǎn)。

(1)若接收節(jié)點(diǎn)檢查出報(bào)文中的目的地址與自身地址不相符，則檢查該節(jié)點(diǎn)路由表中是否有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑。若有，則按照該路徑將路由請(qǐng)求報(bào)文傳輸至下一跳節(jié)點(diǎn)；若沒有，則將路由請(qǐng)求報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至該節(jié)點(diǎn)除來源節(jié)點(diǎn)以外的所有鄰節(jié)點(diǎn)，直到將路由請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。

(2)若接收節(jié)點(diǎn)檢查出報(bào)文中的目的地址與自身地址相符，即該接收節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)，則目的節(jié)點(diǎn)首先等待一段長為RREQ_Wait_time的時(shí)間，以便在這段時(shí)間內(nèi)收到所有路由請(qǐng)求報(bào)文，目的節(jié)點(diǎn)將報(bào)文中的信息更新至自身的路由表中。此時(shí)目的節(jié)點(diǎn)擁有從源節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的所有路徑中節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息與剩余能量和信息。

步驟四：目的節(jié)點(diǎn)獲取能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值并對(duì)節(jié)點(diǎn)分類。

目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到所有的報(bào)文中的sum值以及節(jié)點(diǎn)總數(shù)得出能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值。通過以下方式具體獲取兩個(gè)參數(shù)的值：

(1)能量劃分第一閾值：

其中P_i(u₀,u_n)為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n中的所有路徑中的第i條路徑。e_sum(P_i(u₀,u_n))即此路徑上所有節(jié)點(diǎn)的剩余能量和，因此可得e_sum(P(u₀,u_n))為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n中的所有路徑上節(jié)點(diǎn)的剩余能量和。能量劃分第一閾值e_averageNet(P(u₀,u_n))，有：

其中為從源節(jié)點(diǎn)u₀到目的節(jié)點(diǎn)u_n中的所有路徑上節(jié)點(diǎn)的總數(shù)，因此能量劃分第一閾值實(shí)際上為這所有節(jié)點(diǎn)的平均剩余能量。

(2)能量劃分第二閾值：

目的節(jié)點(diǎn)在RREQ_Wait_time時(shí)間內(nèi)共收到M個(gè)路由請(qǐng)求報(bào)文，目的節(jié)點(diǎn)將所有節(jié)點(diǎn)按照其剩余能量從大到小排序。

能量劃分第二閾值＝所有節(jié)點(diǎn)中剩余能量第M小的節(jié)點(diǎn)的剩余能量值。

得到能量劃分第一閾值和能量劃分第二閾值后，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類，節(jié)點(diǎn)剩余能量小于能量劃分第二閾值的節(jié)點(diǎn)為低能量類，剩余能量高于能量劃分第一閾值的節(jié)點(diǎn)為高能量類，而剩余能量在兩個(gè)能量劃分閾值之間的節(jié)點(diǎn)為中能量類。能量劃分第一閾值是網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的平均剩余能量，因此任何剩余能量高于能量劃分第一閾值的節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為是適合于傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)，將被優(yōu)先用于數(shù)據(jù)傳輸。

步驟五：目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值選擇路由應(yīng)答報(bào)文RREP的傳輸路徑。

目的節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)路由應(yīng)答報(bào)文，路由應(yīng)答報(bào)文攜帶能量劃分第一閾值和能量劃分第二閾值，同時(shí)在傳輸過程中將路由應(yīng)答報(bào)文到達(dá)節(jié)點(diǎn)的剩余能量更新到路由應(yīng)答報(bào)文下一跳節(jié)點(diǎn)中，從而幫助節(jié)點(diǎn)更新自身鄰節(jié)點(diǎn)的剩余能量。轉(zhuǎn)發(fā)路由應(yīng)答報(bào)文時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型，將RREP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至節(jié)點(diǎn)類型與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)類型相同的節(jié)點(diǎn)。如果所有相鄰節(jié)點(diǎn)的類型與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的類型均不相同，則選擇類型最低但高于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)類型的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；如果沒有比當(dāng)前節(jié)點(diǎn)類型更高的鄰節(jié)點(diǎn)，則選擇剩余節(jié)點(diǎn)中類型最高的節(jié)點(diǎn)。每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)重復(fù)此過程直至路由應(yīng)答報(bào)文到達(dá)源節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)接收第一個(gè)路由應(yīng)答報(bào)文RREP時(shí)，等待一段長為RREP_Wait_time的時(shí)間，以便在這段時(shí)間內(nèi)收到所有路由應(yīng)答報(bào)文，從而確定存在到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，進(jìn)而向目的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。

步驟六：根據(jù)能量劃分第一閾值、能量劃分第二閾值選擇數(shù)據(jù)包的傳輸路徑。

源節(jié)點(diǎn)收到路由應(yīng)答報(bào)文后，源節(jié)點(diǎn)將獲得到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的所有路徑上的節(jié)點(diǎn)更新過的剩余能量，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要傳輸數(shù)據(jù)包至這些節(jié)點(diǎn)中的任意一個(gè)時(shí)，路徑中節(jié)點(diǎn)的類型均已知，數(shù)據(jù)包的傳輸路徑選擇可以到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑中下一跳剩余能量類型最高的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，所有中間節(jié)點(diǎn)同樣選擇可以到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑中下一跳剩余能量類型最高的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直至數(shù)據(jù)包到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。

以上僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，并不將本發(fā)明的技術(shù)方案限制于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的主要技術(shù)構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何公知變形都屬于本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)范疇，本發(fā)明具體的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的記載為準(zhǔn)。

本發(fā)明的效果可通過以下模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明：

1.實(shí)驗(yàn)條件

本實(shí)驗(yàn)使用網(wǎng)絡(luò)模擬器ns-2對(duì)本發(fā)明所述路由方法進(jìn)行評(píng)估，每次模擬器均運(yùn)行300秒的時(shí)間。每次模擬中產(chǎn)生恒定的比特速率，每秒運(yùn)輸4個(gè)大小為512字節(jié)的數(shù)據(jù)包。RREQ_Wait_Time和RREP_Wait_Time的值均設(shè)置為1.0秒，與AOMDV中的參數(shù)相同。

模擬在一個(gè)840×840米的環(huán)境中使用從30到190的不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量以獲取不同的場(chǎng)景。使用隨機(jī)路徑點(diǎn)模型來模擬節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度從0到5米/秒隨機(jī)選擇。無線電模型使用的特征類似于商業(yè)無線接口朗訊的WaveLAN，一種比特率為2Mbit/s，廣播范圍為250米的共享媒體廣播，符合IEEE 802.11的標(biāo)準(zhǔn)。性能指標(biāo)的獲得是在一個(gè)隨機(jī)選擇的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間平均20多次的模擬運(yùn)行得到的。假設(shè)節(jié)點(diǎn)在接受或傳輸時(shí)功率均為281.8mW。由于沒有真正的節(jié)點(diǎn)能量?jī)?yōu)化可以在能源消耗空閑或過大的狀態(tài)下達(dá)到，所以在模擬過程中不考慮能源消耗空閑或過大的狀態(tài)。在模擬中，隨機(jī)初始化節(jié)點(diǎn)使節(jié)點(diǎn)的能量在10到60焦耳之間均勻分布。模擬參數(shù)值如圖3所示。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過比較本發(fā)明所述路由方法與AOMDV和ZD-AOMDV路由協(xié)議來評(píng)估本發(fā)明所述路由方法的性能。這是因?yàn)锳OMDV已經(jīng)被證明是一種健壯的路由協(xié)議而且在大多數(shù)模擬場(chǎng)景中表現(xiàn)得更好，而選擇ZD-AOMDV則是因?yàn)樗荚诟纳谱越M織網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，同時(shí)也與本發(fā)明所述路由方法有相同的特征，即反應(yīng)性、多路徑的特性,和使用AOMDV作為基本的協(xié)議。

三種不同的路由方法在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量等于190時(shí)的能量耗盡的節(jié)點(diǎn)數(shù)與模擬時(shí)間的關(guān)系如圖4所示，相同時(shí)長下，本發(fā)明所述路由方法下能量耗盡節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量低于AOMDV和ZD-AOMDV協(xié)議。

圖5顯示了本發(fā)明所述路由方法，ZD-AOMDV，AOMDV協(xié)議的能量消耗狀況與模擬時(shí)長的關(guān)系。本發(fā)明所述路由方法在模擬的開始階段能耗相對(duì)另外兩個(gè)協(xié)議而言并不好，但隨后得到了提高。它雖然并不比ZD-AOMDV，AOMDV好，但是由于此時(shí)大部分?jǐn)?shù)據(jù)尚未發(fā)送，此時(shí)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包所消耗的總能量并不重要。在后一個(gè)階段，隨著時(shí)間的增加，一些節(jié)點(diǎn)的能量失調(diào)開始出現(xiàn)，本發(fā)明所述路由方法的開始體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)?？梢钥吹?，本發(fā)明所述路由方法消耗的能量小于ZD-AOMDV和AOMDV。

圖6和圖7顯示了三種協(xié)議的平均端到端時(shí)延的對(duì)比。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，三種協(xié)議的平均端到端延遲均有所增加，但本發(fā)明所述路由方法的平均端到端延遲低于ZD-AOMDV與AOMDV。圖6和圖7中可見，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量小于70時(shí)，使用相同路徑的情況下ZD-AOMDV協(xié)議的平均端到端時(shí)延略優(yōu)于本發(fā)明所述路由方法。而一旦網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加，本發(fā)明所述路由方法無論對(duì)于什么樣的節(jié)點(diǎn)速度都將有更好的時(shí)延表現(xiàn)。

綜合來看，本發(fā)明所述路由方法與ZD-AOMDV和AOMDV協(xié)議相比更有效地減少了能量耗盡的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。同時(shí)由于本發(fā)明所述路由方法在組建傳輸路徑時(shí)選擇能量更高的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，從而有效的提高了傳輸質(zhì)量，降低了平均端到端時(shí)延。本發(fā)明所述路由方法能夠通過降低能耗和平衡網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的能量消耗有效地延長節(jié)點(diǎn)生存時(shí)間，從而延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。與此同時(shí)本發(fā)明所述路由方法也能降低端到端時(shí)延，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

上述僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。