申请/专利权人：河南科技大学

申请日：2020-04-28

公开（公告）日：2023-08-01

公开（公告）号：CN111556548B

主分类号：H04W40/10

分类号：H04W40/10;H04W40/24;H04W40/32;H04W40/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.08.01#授权;2020.09.11#实质审查的生效;2020.08.18#公开

摘要：WBAN中基于非均匀分簇的多径路由协议，涉及通信技术领域，在非均匀分簇的基础上进行了多径路由的设计，同时考虑了WBAN数据的异构性特点对数据进行了分类处理。当簇头节点要传输同样类型的数据时，优先选择最佳的传输路径，若最优路径故障时则切换至次优路径；当簇头节点要传输不同类型的数据时，则采用并行传输的方式，高优先级的数据优先在最优路径上传输，低优先级的数据在次优路径上同时传输。本发明有益效果：提高了数据传输的可靠性，同时采用多径传输的方式可以利用更多的节点参与数据的转发任务，均衡了网络能耗，延长了网络寿命。

主权项：1.WBAN中基于非均匀分簇的多径路由方法，其特征在于：包括以下3个阶段：一、非均匀分簇：按照非均匀分簇的方法，将网络中的节点分成非均匀分布的簇群；包括以下三个步骤：1网络初始化：在网络初始化阶段，sink节点向全网广播hello消息唤醒所有节点，网络中的节点接收到该消息后立即更新sink节点的位置，并根据接收信号强度计算出与sink节点的距离并保存，节点在传输数据时根据与sink的距离大小选择路由方法，节点完成上述工作后，向网络中回复一个确认消息，该消息包括节点的ID、位置、剩余能量信息，初始化阶段结束后，网络中所有节点都知道邻居节点的信息以及sink节点的位置；2簇头的选择：选择簇头时，评估候选簇头节点的相对剩余能量Eresi和候选簇头节点与sink节点的距离di两个参数，综合两个参数进行簇头的选择，具体为：定义簇头选择函数Si，选择函数值最大的节点作为簇头，簇头产生之后会形成一个簇头集合S-CH，网络中其他节点会自动转为普通节点；3节点入簇：簇头节点选择成功后，会在自己的竞争半径Ri内向周围的网络中广播消息，宣布其当选为簇头的Head-ACK消息，在该竞争半径的通信范围内的其他节点接收到该消息后会储存这些信息并形成一个簇头信息表，然后等待加入合适的簇群；所述节点的入簇条件除就近原则外，还有：①、若节点当前保存的簇头信息表中只有一个簇头时，则直接向该簇头发送入簇的请求，由簇头同意后加入该簇群；②、若当前节点保存的簇头信息表中有两个或多个簇头信息时，除考虑就近原则之外，还要考虑簇头节点的剩余能量、当前簇内成员的数量参数，其选择函数S·Fi的计算方法为： 选择S·Fi值最大的节点入簇；二、建立多径路由：簇内节点采用一跳的方式将数据发送至簇头，簇头节点对簇内成员发送来的数据进行融合处理，当簇头节点与sink节点的距离di,sink小于一跳传输的最佳距离d1-hop时，簇头节点将数据直接发送至sink节点，一跳传输的最佳距离如下所示： 其中，γ是距离损耗系数，Eamp是功率放大的能量，Eelec是电路能量损耗，Ecpu是数据处理能耗；当di,sink＞d1-hop时，簇头节点通过多跳的方式将数据转发至sink节点，其中下一跳节点在簇头集合S-CH中产生，通过构造一个多参数的代价函数来选择，该代价函数综合考虑候选下一跳簇头的温度、剩余能量、簇内成员的多少以及与sink的距离参数；构造的代价函数，为： 计算簇头集合中节点的函数值，选择函数值最小的簇头成为最佳下一跳节点，其中Temi、di、CHi和Eresi分别表示候选下一跳节点的当前温度、与sink节点的距离、簇的大小和剩余能量参数，三、数据传输阶段：将不同优先级的数据进行分类处理，簇间数据传输采用节点独立的多径路由，簇间多径路由的传输分为以下两种情况：1若当前簇头节点传输同样类型的数据，则按照最佳路径优先，次优路径为备选路径的方式进行数据的转发，当最优路径故障时，就立即切换至次优路径；2若当前簇头节点传输不同类型的数据，则在最优路径上优先传输紧急数据，在次优路径上同时传输一般数据。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河南科技大学 WBAN中基于非均匀分簇的多径路由协议

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