專利名稱：一種應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方 法，應(yīng)用于礦井巷道等特殊環(huán)境下的監(jiān)控和救災(zāi)數(shù)據(jù)的有效傳輸。
背景技術(shù)：
隨著無線通信、電子與傳感技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了廣泛的應(yīng)用。無線傳 感器由具有傳感、數(shù)據(jù)處理和短距離無線通信功能的傳感器組成，在軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、 生物醫(yī)療，搶險救災(zāi)以及商業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
在無線傳感器網(wǎng)路的路由設(shè)計中，結(jié)合空間位置信息，可以進行數(shù)據(jù)傳輸路徑和轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點的優(yōu)化選擇，降低傳統(tǒng)按需路由中冗余的控制分組，提供綠色可靠的路由信息。
在礦井等特殊環(huán)境下進行人員監(jiān)控和避災(zāi)救險，有效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信成為研究重點。 依賴地下位置信息設(shè)計路由協(xié)議，為緊急環(huán)境下數(shù)據(jù)傳播路徑的選擇和切換提供了保障。
傳統(tǒng)的路由協(xié)議設(shè)計都是針對地上室內(nèi)和室外環(huán)境，多采用平面結(jié)構(gòu)和拓撲。但是隨 著近年來礦難事故的頻繁發(fā)生，采用傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和救災(zāi)，需要適合于井下通信的路由 協(xié)議。目前為止，國內(nèi)外還沒有涉及此方面的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法，該 方法實現(xiàn)簡單，且對于保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的健壯性、可擴展性以及減少能量消耗等方面 具有很大的優(yōu)勢。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是
一種應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點之間的信號傳播分為近壁 傳播和洞中傳播2種模式；包括路由切換階段和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段，其特征在于，將巷道模擬
為圓柱巷道；定義兩個節(jié)點間的夾角為節(jié)點間向量和圓柱巷道切面的夾角；設(shè)定一臨界角； 臨界角定義為影響信號傳播方式的節(jié)點間向量和圓柱巷道切面夾角的臨界值；在路由切換 階段，當兩個節(jié)點間的夾角小于所述的臨界角時，該兩節(jié)點間的信號傳輸采用近壁傳播模
3式；當兩個節(jié)點間的夾角大于或等于所述的臨界角時，該兩節(jié)點間的信號傳輸采用洞中傳 播模式。
作為改進，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段，給不同的發(fā)送節(jié)點賦以轉(zhuǎn)發(fā)延遲，對于多個相鄰的接收 節(jié)點，分別計算各個所述接收節(jié)點與發(fā)送節(jié)點之間的夾角，發(fā)送節(jié)點向夾角小的接收節(jié)點 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
作為改進，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段，當一個節(jié)點收到一個RREQ (路由請求，Route Request),先偵聽，以確保在它的通信半徑內(nèi)，它是第一個收到該RREQ的節(jié)點，從而在 偵聽期后有優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ;如果該節(jié)點在該偵聽期內(nèi)又收到同樣的RREQ，該節(jié)點 將丟棄最先收到的RREQ而不轉(zhuǎn)發(fā)。
作為改進,在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時設(shè)置互補路徑;具體方法為:每個節(jié)點在收到最先到的RREQ 之后，還要記錄一個與此RREQ對應(yīng)節(jié)點間向量垂直的另一個RREQ的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，當其 中一個節(jié)點失效，采用另一個節(jié)點的路由信息進行數(shù)據(jù)信息發(fā)送。
作為改進，所述的近壁傳播采用對數(shù)距離路徑損耗模型傳播；所述的洞中傳播采用自 由空間模型傳播。
作為改進，該路由方法所對應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)采用雙向部署的拓撲結(jié)構(gòu)，將節(jié)點平行等間 隔安置在兩側(cè)巷道壁上。
本發(fā)明的工作原理是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明研究礦井等特殊環(huán)境下巷道的地 形特點，進行數(shù)學建模，分析信號在井下傳播的特殊性，設(shè)計合理的傳感器節(jié)點部署拓撲 節(jié)點。根據(jù)節(jié)點部署的位置信息，盡量選擇自由空間的傳播模式進行信號傳播，避免近壁 傳播的路徑損耗影響。因此設(shè)計自適應(yīng)角度和距離等位置信息的高效路由協(xié)議ANDREW (ANDREW: Angle aNd Distance based Routing in Emergent Wireless networks),進行最 優(yōu)路徑選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。ANDREW路由協(xié)議在實現(xiàn)機制上比較簡單，對于保證無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)的健壯性、可擴展性以及減少能量消耗等方面具有很大的優(yōu)勢。
有益效果 (1) 減少能量消耗
本路由方法根據(jù)巷道傳播環(huán)境選擇偏向自由空間傳播的特點，可以降低路徑損耗，減 少傳播功耗，選擇跳數(shù)少的路徑最快到達目的節(jié)點，降低了通信過程中的能量開銷。同時， 本方法可以根據(jù)是近壁傳播還是洞中傳播，動態(tài)調(diào)整發(fā)送功率，既能夠保證通信的完成， 又能盡最大可能減少能量消耗。本方法通過冗余信息壓制機制，將保證發(fā)送節(jié)點的下一跳鄰居節(jié)點中只有一個能完成
轉(zhuǎn)發(fā)，減少了冗余RREQ信息和RREQ的轉(zhuǎn)發(fā)時間，既提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率，也節(jié)約了能量。
(2) 健壯性好
偏向自由空間傳播的路由，降低了井下惡劣傳播環(huán)境的影響，提供了通信質(zhì)量。距離 和角度信息的引入，有利于選擇盡可能優(yōu)化的傳播路徑進行通信。另外，由于在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 時設(shè)置互補路徑，因此當一條路徑上的數(shù)據(jù)傳輸無法繼續(xù)時，還可以采用互補路徑傳輸數(shù) 據(jù)，不會導致傳輸中斷。因此，本路由方法能有效抵抗干擾，魯棒性強。
(3) 實施簡單
所采用的傳感器節(jié)點不需要進行額外的硬件配置，由于路由具備發(fā)送功率和傳播距 離優(yōu)化的功能，盡可能降低了傳感器節(jié)點部署的密度，從而節(jié)約了實施成本。同時，本路 由具備感知傳播環(huán)境和適應(yīng)突變的功能，具有自維護性，無須更多人工維護和干預(yù)。因此， 本路由方法步驟簡單，易于實施。
本發(fā)明結(jié)合礦井巷道的地形特點，提出一種應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法， 用于井下監(jiān)控數(shù)據(jù)的高效轉(zhuǎn)發(fā)和處理。結(jié)合雙向拓撲結(jié)構(gòu)和節(jié)點位置信息，本路由方法包 含以下功能臨界角度和臨界距離確定、發(fā)送功率控制、接收功率估計、路由選擇和切換、 路由冗余消息壓制、互補路由成形。具體步驟為首先確定井下巷道環(huán)境功率估計和路由 切換的臨界角度和臨界距離；發(fā)送節(jié)點根據(jù)鄰居節(jié)點的位置信息，選擇最優(yōu)的下一跳節(jié)點， 并根據(jù)是近壁傳播還是洞中傳播，動態(tài)調(diào)整發(fā)送功率；接收節(jié)點根據(jù)發(fā)送節(jié)點的方位確定 發(fā)送節(jié)點選擇的傳播方式并做出相應(yīng)的接收功率估計； 一旦接收節(jié)點確定自己為最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點，便壓制冗余的RREQ,優(yōu)先進行RREQ轉(zhuǎn)發(fā)處理。同時如果建立的路徑中由于某 個節(jié)點失效導致路徑中斷，依靠記錄的RREQ消息還能找到互補的路徑恢復(fù)路由。 ANDREW路由充分考慮了井下巷道通信環(huán)境的特點，是一種魯棒性高的自適應(yīng)地理路由 協(xié)議，非常適合于應(yīng)用在井下監(jiān)控和救災(zāi)系統(tǒng)。


圖l礦井巷道切面和傳播夾角示意圖2建模后的巷道模型以及雙向拓撲模式下的節(jié)點通信示意圖;
圖3是互補路徑的建立過程示意圖； 圖4是實施例1中路由方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。 實施例l:
首先，采用2.4GHz的傳感器節(jié)點，以雙向拓撲結(jié)構(gòu)部署于井下巷道。將巷道環(huán)境抽 象為圓柱結(jié)構(gòu)后，無線信號在巷道內(nèi)的傳播可以分為兩類 一類是近壁傳播，實際情況下，
近壁傳播會受到巷道凹凸不平的表面結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不一的地質(zhì)成分干擾，從而路徑損耗大，
在這種情況下，我們用對數(shù)距離路徑損耗模型進行信號強度的估計；另一類傳播模式是洞 中傳播，在這種情況下，信號直接跨過巷道空洞，傳播到平行部署的節(jié)點上，這種傳播， 不受巷道表面結(jié)構(gòu)的影響，所以可以用自由空間模型進行信號強度估計。路由要求節(jié)點盡 量選擇自由空間模式進行信號傳播， 一方面可以降低路徑損耗，另一方面在相同傳輸功率 下，自由空間模型比對數(shù)距離路徑損耗模型傳播的距離遠。同時，在相同接收門限下，傳 播相同的距離，洞中傳播比近壁傳播需要的功耗小，可以達到節(jié)約傳感器節(jié)點的目的。本 路由方法根據(jù)巷道傳播環(huán)境選擇偏向自由空間傳播的特點，可以降低路徑損耗，減少傳播 功耗，選擇跳數(shù)少的路徑最快到達目的節(jié)點。
根據(jù)巷道中的這種傳播機制，結(jié)合節(jié)點間的角度和距離關(guān)系，設(shè)計了一套路由機制用 于路徑選擇和消息轉(zhuǎn)發(fā)。其步驟如下
a.在路由切換階段，引入臨界角這一尺度。臨界角定義為影響信號傳播方式的節(jié)點間 向量和圓柱巷道切面夾角的臨界值。當節(jié)點間夾角小于臨界角時，信號的傳播方式主要為 近壁傳播，考慮到巷道壁表面的地質(zhì)特征，采用對數(shù)距離路徑損耗模型估計接收信號強度 比較準確；當節(jié)點間夾角大于等于臨界角時，信號的傳播方式主要為洞中傳播，信號在洞 中傳播收到的地質(zhì)環(huán)境干擾下，采用自由空間模型估計接收信號強度比較準確。當給定接 收門限時，傳播相同的距離，自由空間傳播比近壁傳播受到的損耗和干擾小，因此，即使 自由空間模型中發(fā)送節(jié)點采用比對數(shù)距離路徑損耗模型更小的發(fā)送功率，也能在接收節(jié)點 得到接收門限以上的接收功率。根據(jù)以上原理，當發(fā)送節(jié)點發(fā)現(xiàn)下一跳鄰居節(jié)點中有一個 夾角大于等于臨界角時，它判定為可以采用自由空間傳播，降低發(fā)送功率；當發(fā)送節(jié)點找 不到夾角大于等于臨界角的鄰居節(jié)點時，它判定采用對數(shù)距離路徑損耗傳播，增大發(fā)送功 率。ANDREW中定義接收門限為2.8 Xl()-n瓦，自由空間模型和對數(shù)距離路徑損耗模型 中具體的發(fā)送功率根據(jù)不同的傳播距離動態(tài)調(diào)整。
對數(shù)距離路徑損耗模型是一種干擾環(huán)境下有效的信號估計模型，其路徑損耗模型公式 如下rf是發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，p丄w)是在rf的路徑損耗，A是參考距離，p丄o是
在A的路徑損耗，y表示路徑損耗指數(shù)，S表示均值為0、標準偏差為(j的對數(shù)正態(tài)隨機陰影 成分。通常情況下，取rf^lm。
根據(jù)對數(shù)距離路徑損耗模型的特點，臨界角的確定也取決于平均傳播干擾的程度，即 巷道壁粗糙程度的均值。假設(shè)巷道壁平均凹凸在垂直于巷道壁方向的距離為BC,信號傳播 平行于巷道壁方向的距離為AB,則臨界角的值表示如下
一般臨界角值可取定為5度，根據(jù)不同井下環(huán)境巷道壁的平均粗糙程度，可適當調(diào)整 具體的臨界角。
在接收端，接受門限為能正確接收和解調(diào)信號的一個門限值，通常情況下由用戶定義 的誤比特率或者誤碼率決定。誤比特率或者誤碼率越低，則要求接受門限越高，這樣才能 正確接收有效的信號。
b. 在消息轉(zhuǎn)發(fā)階段， 一個接收節(jié)點可能收到來自不同節(jié)點的重復(fù)消息，或者同一節(jié)點 的多個消息，形成不必要的冗余接收信息，影響轉(zhuǎn)發(fā)的效能。本發(fā)明充分利用洞中的自由 空間傳播方式，提出一種基于角度和距離的轉(zhuǎn)發(fā)算法，給不同的節(jié)點賦以不同的轉(zhuǎn)發(fā)延遲。 發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點的夾角定義為兩點連線和圓柱切面的夾角。給定臨界角，在夾角大于 臨界角，選擇自由空間傳播時，采用與發(fā)送節(jié)點夾角小的接收節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，意味著該數(shù) 據(jù)一跳傳播的更遠，同時到達目的節(jié)點需要的跳數(shù)和時間更少。同時考慮節(jié)點距離的因素， 保證不會選擇間距大于有效通信半徑的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。
c. 冗余信息壓制階段，當一個節(jié)點收到一個RREQ (路由請求，Route Request),并 不立即轉(zhuǎn)發(fā)，而是偵聽一段時間，以確保在它的通信半徑內(nèi)，它是第一個收到該RREQ的 節(jié)點，從而在偵聽期后有優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ。如果節(jié)點在這個偵聽期內(nèi)又收到同樣的 RREQ，它將意識到有其他節(jié)點更早收到該RREQ并已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)。那么該節(jié)點將丟棄該 RREQ而不轉(zhuǎn)發(fā)。因此，ANDREW將保證發(fā)送節(jié)點的下一跳鄰居節(jié)點中只有一個能完成 轉(zhuǎn)發(fā)，減少了冗余RREQ信息和RREQ的轉(zhuǎn)發(fā)時間。
d. 互補路徑成形階段，當其中一條路徑因為某些節(jié)點損壞而失效，要求數(shù)據(jù)能夠快速 切換到另外一個互補路徑，繼續(xù)利用自由空間傳播模型通信。為了形成互補路徑，每個節(jié) 點在收到最先到的RREQ之后，還要記錄一個與此RREQ對應(yīng)節(jié)點間向量垂直的另一個RREQ的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。這樣利用向量垂直互補的關(guān)系，可以在一個節(jié)點失效的情況下，采用 另一個節(jié)點的路由信息進行數(shù)據(jù)信息發(fā)送。
如圖1 4所示，由于礦井巷道內(nèi)部的實地地形類似于圓柱巷道，因此可以抽象為圖l和 圖2所示模型。
圖1顯示了礦井巷道抽象為圓柱模型后，圓柱巷道切面和傳播夾角的關(guān)系。設(shè)A，B 為進行通信的兩個節(jié)點，點A，B，E都是巷道壁上的點，面ABE為圓柱巷道的截面，過A 點引圓柱巷道的切面T， AC和BD都垂直于切面T，角ZBAD為傳播路徑AB與切面T 的夾角。
在圖2中，節(jié)點部署采用雙向結(jié)構(gòu)。節(jié)點部署在巷道壁上兩條平行線上，與天線的高 度大概一致。奇數(shù)序號節(jié)點布置在一條線上，偶數(shù)序號節(jié)點布置在另一邊。設(shè)SIZE—X表 示為巷道的長度，SIZE一Y表示為巷道的高度。在X軸方向，節(jié)點依順序間距大致相同， 為SIZE一X/(Ns-l)米。比如1號節(jié)點的坐標是(O， SIZE一Y/2， 0)， 2號節(jié)點的坐標是 (SIZE—X/(NS-1)， -SIZE—Y/2， 0)，因此，分布在同一邊線上的節(jié)點間距為2SIZE—X/(NS-1) 米。采用自由空間和對數(shù)距離路徑損耗兩種傳播方式，臨界距離定義為兩者模型的接收功 率一樣時對應(yīng)的傳播距離，臨界角度定義為可繞過最大表明阻擋的近似角度。在圖2中， 在自由空間傳播模式中，AB與圓柱切面角度小于AC與圓柱切面角度，B點收到A的信 號后，具有轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)先權(quán)，B將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)到D，同時壓制了點C的轉(zhuǎn)發(fā)。
圖3所示為路徑損壞情況下，互補路徑的選擇和建立。在惡劣的井下通信中，特別是 當?shù)V難事故發(fā)生的時候，雖然ANDREW能找到一個最優(yōu)的路徑從源節(jié)點到目的節(jié)點。仍 然需要提供幾條互補路徑用于平衡能量消耗和節(jié)點失效情況下的快速路由恢復(fù)。圖3中為 兩條互補的路徑。當其中一條路徑損壞后，數(shù)據(jù)能夠快速切換到另外一個互補路徑，繼續(xù) 利用自由空間傳播模型通信。為了形成互補路徑，ANDREW的機制如下假設(shè)節(jié)點C已經(jīng) 收到了從節(jié)點A轉(zhuǎn)發(fā)來的RREQ，在C轉(zhuǎn)發(fā)之前，它收到了另一個來自B的相同的RREQ。 如果向量AB近似與向量AC垂直，那么C將記錄來自A和來自B的這兩條路由信息。當在緊 急情況下，圖中畫叉的節(jié)點損壞導致路徑中斷，節(jié)點C將聽到節(jié)點A的節(jié)點錯誤報告，因 此C將取代節(jié)點A采用節(jié)點B提供的路由傳輸數(shù)據(jù)。這樣，ANDREW便能形成理想的互補 路徑。
圖4是ANDREW路由的執(zhí)行流程圖。在每個節(jié)點確定好自己的坐標，并且所有節(jié)點 坐標信息已知后，發(fā)送節(jié)點開始發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，依照是否有鄰居節(jié)點與
自己形成的向量跟圓柱切面間的夾角大于臨界角，而決定是采用自由空間傳播模型還是采用對數(shù)距離路徑損耗模型。當采用自由空間傳播模式時，發(fā)送節(jié)點相應(yīng)調(diào)小發(fā)送功率以節(jié) 約能量。發(fā)送節(jié)點偏向于采用自由空間傳播來減少路徑損耗。接收節(jié)點收到發(fā)送的數(shù)據(jù)后, 不立即轉(zhuǎn)發(fā)，而是先偵聽一段時間，如果在這段時間沒有再收到重復(fù)的消息，接收節(jié)點確 定自己是最先收到該數(shù)據(jù)的節(jié)點，因此完成轉(zhuǎn)發(fā)。如果在偵聽的過程中，又收到相同的消 息，說明已經(jīng)有其他節(jié)點完成了該消息的轉(zhuǎn)發(fā)，則壓制該消息不轉(zhuǎn)發(fā)，并刪除冗余信息。
權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點之間的信號傳播分為近壁傳播和洞中傳播2種模式；包括路由切換階段和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段，其特征在于，將巷道模擬為圓柱巷道；定義兩個節(jié)點間的夾角為節(jié)點間向量和圓柱巷道切面的夾角；設(shè)定一臨界角；臨界角定義為影響信號傳播方式的節(jié)點間向量和圓柱巷道切面夾角的臨界值；在路由切換階段，當兩個節(jié)點間的夾角小于所述的臨界角時，該兩節(jié)點間的信號傳輸采用近壁傳播模式；當兩個節(jié)點間的夾角大于或等于所述的臨界角時，該兩節(jié)點間的信號傳輸采用洞中傳播模式。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的髙效路由方法，其特征在于， 在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段，給不同的發(fā)送節(jié)點賦以轉(zhuǎn)發(fā)延遲，對于多個相鄰的接收節(jié)點，分別計算 各個所述接收節(jié)點與發(fā)送節(jié)點之間的夾角，發(fā)送節(jié)點向夾角小的接收節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法，其特征在于， 在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段，當一個節(jié)點收到一個RREQ，先偵聽，以確保在它的通信半徑內(nèi)，它是 第一個收到該RREQ的節(jié)點，從而在偵聽期后有優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ;如果該節(jié)點在該 偵聽期內(nèi)又收到同樣的RREQ，該節(jié)點將丟棄最先收到的RREQ而不轉(zhuǎn)發(fā)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法，其特征在于， 在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時設(shè)置互補路徑；具體方法為每個節(jié)點在收到最先到的RREQ之后，還要記 錄一個與此RREQ對應(yīng)節(jié)點間向量垂直的另一個RREQ的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，當其中一個節(jié)點失 效，采用另一個節(jié)點的路由信息進行數(shù)據(jù)信息發(fā)送。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法，其特 征在于，所述的近壁傳播采用對數(shù)距離路徑損耗模型傳播；所述的洞中傳播采用自由空間 模型傳播。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法，其特征在于， 該路由方法所對應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)釆用雙向部署的拓撲結(jié)構(gòu)，將節(jié)點平行等間隔安置在兩側(cè)巷 道壁上。
全文摘要
本發(fā)明結(jié)合礦井巷道的地形特點，提出一種應(yīng)用于井下無線網(wǎng)絡(luò)中的高效路由方法。首先確定井下巷道環(huán)境功率估計和路由切換的臨界角度和臨界距離；發(fā)送節(jié)點根據(jù)鄰居節(jié)點的位置信息，選擇最優(yōu)的下一跳節(jié)點，并根據(jù)是近壁傳播還是洞中傳播，動態(tài)調(diào)整發(fā)送功率；接收節(jié)點根據(jù)發(fā)送節(jié)點的方位確定發(fā)送節(jié)點選擇的傳播方式并做出相應(yīng)的接收功率估計；一旦接收節(jié)點確定自己為最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，便壓制冗余的RREQ，優(yōu)先進行RREQ轉(zhuǎn)發(fā)處理。同時如果建立的路徑中由于某個節(jié)點失效導致路徑中斷，依靠記錄的RREQ消息還能找到互補的路徑恢復(fù)路由。本路由方法充分考慮了井下巷道通信環(huán)境的特點，是一種魯棒性高的自適應(yīng)地理路由方法。
文檔編號H04W40/02GK101557629SQ20091004288
公開日2009年10月14日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者迪 吳, 曾凡仔, 李仁發(fā), 娟 羅, 玲 肖 申請人:湖南大學