一种基于瞬时分差学的无线体域网路由方法

摘要

本发明提供一种基于瞬时分差学的无线体域网路由方法，该方法在瞬时分差能量预测的基础上，结合动态源路由(DSR)协议，完成无线体域网的通信路由。由于无线体域网中人体节点状态离散，并且该网络是一个小型的网络，采用瞬时算法对邻居节点进行能量预测，不仅考虑该节点的剩余能量，也要考虑该节点发送一定比特信息所要损耗的能量，基于对周围节点的能量预测，使得路由的选取更具倾向性。本发明能够有效延长无线体域网的生存周期，降低无线体域网的整体能耗。

主权项

一种基于瞬时分差学习的无线体域网路由方法，其特征在于该方法所包含的步骤为：步骤1：用户在人体上部署汇聚节点和传感器节点，在传感器节点中指定需要发送人体消息的源节点，在每个传感器节点上预先存储其邻居传感器节点的编号和位置、到邻居传感器节点的通信能耗值，用户指定时间阈值T₁，汇聚节点和传感器节点中相邻节点之间进行通信握手在时间阈值T₁内确认无线信道通畅，每一个节点构建路由表并将通信握手成功的相邻节点放到该路由表中；所述通信握手是无线体域网中接收节点和发送节点之间互相发送消息确认无线通信链接的过程；步骤2：源节点按照用户指定的时间周期T₂收集人体消息，每一个时间周期之后，源节点启动向汇聚节点发送人体消息，源节点在路由表中检查是否有到相邻节点的可用路由，如果没有，则网络停止工作；若存在且只有一条路径，那么直接使用这条路径作为传输通道来传输人体消息；若存在且有两条以上路径，源节点通过重复执行步骤5到步骤8取得一条最优路径，将人体消息通过该最优路径发送给相邻节点，接着重复执行步骤3和步骤4，直至人体消息成功到达汇聚节点，步骤3：传感器节点收到源节点或相邻传感器节点发送来的人体消息后，在路由表中检查是否有到相邻节点的可用路由，如果没有，则网络停止工作；若存在且只有一条路径，那么直接使用这条路径作为传输通道来传输人体消息；若存在且有两条以上路径，传感器节点通过重复执行步骤5到步骤8取得一条最优路径，将人体消息通过该最优路径发送给相邻的下一跳节点；步骤4：汇聚节点收到源节点或相邻传感器节点发送来的人体消息，则一个周期人体消息收集和传输任务结束；步骤5：用户指定任意一个传感器节点的初始能量值E₀＝0，第一个周期节点消耗能量为E₁＝EC₁,源节点或传感器节点计算在路由表中每一个邻居节点接收人体消息是所需消耗的能量值E_k+1＝E_k+α(EC_k+γE_k+1‑E_k),k＝1,2,…，所述的EC₁代表节点第一个周期真实的能量损耗值，E_k+1代表着人体节点在T_k,(k+1)这一周期进行的第k+1次能量预测所得到的结果，EC_k则表示T_k‑1,k这一周期真实的能量损耗值，α为瞬时分差的学习参数，α∈(0,1)，γ是一个重要参数，代表了迭代次数，γ越小，执行效率越高，随后源节点或传感器节点通知邻居节点发送其剩余能量值发送给源节点；步骤6：源节点或传感器节点通过计算在路由表中每一个邻居节点的能耗，所述R_k+1是传感器节点在T_k,(k+1)这一周期的预测的剩余能量值，R₀代表节点在第一个周期内的预测剩余能量值，E_k+1代表着人体节点在T_k,(k+1)这一周期进行的第k+1次能量预测所得到的结果，E₀是初始能量值；步骤7：源节点或传感器节点计算在路由表中每一个邻居节点的预测损耗率真实损耗率所述E_k代表着人体节点在T_(k‑1),k这一周期进行的第k次能量预测所得到的结果，R_k是人体传感器节点在T_(k‑1),k这一周期的预测的剩余能量值，EC_k则表示T_k‑1,k这一周期真实的能量损耗值，RC_k是人体传感器节点在T_(k‑1),k这一周期的真实的剩余能量值；步骤8：源节点或传感器节点计算在路由表中每一个邻居节点的预测损耗率与真实损耗率的差值，若该差值大于用户指定的门限值则调大参数α，则进入步骤5；若该差值不大于用户指定的门限值，源节点或传感器节点选择差值最小的一个邻居节点作为人体消息传输的下一跳节点，即确定源节点或传感器节点发送人体消息的当前最优路径。