移动AdHoc网络中基于距离和能量均衡的广播方法

摘要

本发明公开了一种移动Ad Hoc网络中基于距离和能量均衡的广播方法，节点根据从邻居节点接收到的分组来获取邻居节点的信息，确定自己与邻居节点的距离，建立或更新邻居信息表；并根据与邻居节点间的距离与自身的剩余能量来确定转发优先权，节点根据转发优先权的大小进行分时转发，减少了信道竞争以及分组碰撞；本算法还采用了丢包重传机制，根据是否收到邻居节点转发的相同的广播分组来判断广播分组是否已成功发送，进一步提高了广播的可靠性。本发明能很好地抑制广播风暴，提高广播可靠性；同时它的时延也较小，能更好地满足QoS应用的要求；本发明还能够更好地均衡网络中节点的能量消耗，延长了网络寿命。

主权项

一种移动Ad Hoc网络中基于距离和能量均衡的广播方法，其特征是，包括如下步骤：(1‑1)建立邻居信息表：移动Ad Hoc网络中的任一个节点J收到其任一邻居节点H的广播分组，节点J从广播分组中获取H的地址，并计算J和H之间的距离；如果节点J第一次收到来自节点H的分组，则节点J建立用于存储节点H的信息的邻居信息表；否则，节点J更新对应节点H的邻居信息表中的距离和生存时间LTM；(1‑2)发送或转发广播分组：(1‑2‑1)当节点J需要发送广播分组时，节点J根据邻居节点数目J_num和邻居节点的分布情况设定距离门限值D_th，并在邻居节点中选择一个邻居距离最大值D_max；当邻居节点数目J_num为1时，则将D_max设为该邻居节点与J之间的距离，并将D_th设为0；当邻居节点数目J_num为2‑4时，则将D_th设为各个邻节点中与节点J之间距离的最小值，将D_max设为各个邻节点中与节点J之间距离的最大值；当邻居节点数目J_num大于4时，将D_max设为各个邻节点中与节点J之间距离的最大值，设定D_th，并使D_th满足与节点J的距离大于D_th的邻居节点数目≥J_num/2；节点J将距离门限值D_th和邻居距离最大值D_max记录到广播分组的分组头中，并发送广播分组；节点J中预设的应答时间A_ckt，当节点J将广播分组转发后的A_ckt时间内，节点J没有收到来自任一邻居节点的相同广播分组，则节点J做出广播分组发送失败或发生碰撞的判断，节点J重新发送该广播分组，第二次发送完毕后不再设置应答时间A_ckt来等待邻节点转发相同的广播分组；当节点J在A_ckt时间内收到来自任一邻居节点的相同广播分组，则节点J做出广播分组已经成功发送的判断；(1‑2‑2)当节点J的任意一个邻居节点K收到这个广播分组后，如果K没有转发过节点J的广播分组，则节点K计算与节点J的距离D_KJ，并建立对应邻节点J的邻居信息表或更新对应邻节点J的邻居信息表中的邻居距离和LTM；将D_KJ与广播分组的分组头中的D_th和D_max进行比较，确定节点K是否需要转发该广播分组：当D_KJ＜D_th时，节点K不转发该广播分组；当D_KJ＝D_max时，节点K直接转发该广播分组；当D_th＜D_KJ＜D_max时，节点K利用公式计算转发权PI，其中，α为网络中设定的常数，R为节点的无线覆盖范围的半径，E_k为节点K的当前剩余能量，E_max为任一节点的电池所能提供的最大能量值；利用公式计算转发延时时间T₁，其中，tanh()为双曲正切函数运算符，MT为设定的最大延时时间，PI_max是PI的最大值，n是时间常数；然后K根据转发延时时间T₁进行延时，等待转发上述广播分组；当D_KJ＞D_max时，K不转发该广播分组；(1‑2‑3)当节点K需要转发广播分组，节点K利用与节点J相同的方法确定D_th和D_max，并将D_th和D_max记录到转发的广播分组头中，将广播分组头中上一跳节点地址字段中的值修改为本节点的地址，然后节点K发送广播分组；(1‑3)网络中所有节点反复交替执行步骤(1‑1)至(1‑2)，直至所有节点停止广播该广播分组。