專利名稱：：面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻fhss無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法[
技術(shù)領(lǐng)域：
]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體的說是一種面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法。[
背景技術(shù)：
]ADHOC技術(shù)是目前國際上無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
的研究熱點(diǎn)，ADHOC技術(shù)是當(dāng)今國際上無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
最新的技術(shù)發(fā)展方向之一，它的興起將對原有的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，正如有關(guān)專家指出"就象IP網(wǎng)絡(luò)改造傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)一樣，移動AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可能對現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)營模式帶來劃時(shí)代的影響"。AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有廣泛的市場應(yīng)用領(lǐng)域和巨大的市場發(fā)展空間，由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)不需要依賴固定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可以通過臨時(shí)組網(wǎng)的方式在惡劣環(huán)境中支持移動節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)、話音、圖像和圖形等業(yè)務(wù)的無線傳輸，應(yīng)用范圍可以覆蓋電信、工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、家庭、辦公環(huán)境、軍事等各種應(yīng)用場合和行業(yè)，應(yīng)用前景廣闊，市場潛力巨大。另外，基于ADHOC自組織無線網(wǎng)絡(luò)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigBee，由于其市場定位專注于各種傳感器的網(wǎng)絡(luò)連接，在工業(yè)自動化、軍事、人們生活，如智能家庭、智能小區(qū)、無線抄表以及環(huán)保、水文、智能交通、港口、煤礦、石油、化工、電力、自來水等等的行業(yè)當(dāng)中都具有巨大的市場應(yīng)用前景。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的前身是分組無線網(wǎng)絡(luò)，對分組無線網(wǎng)絡(luò)的研究源于軍事通信的需求，目前，國外對AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究非?；钴S，各大研究所、大學(xué)、一些大型通信公司以及許多新型的通信公司都在積極開展AdHoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和開發(fā)，而且，國外許多公司最近兩年都逐漸推出類似的產(chǎn)品。AdHoc自組織無線網(wǎng)絡(luò)在具有較多電磁干擾環(huán)境下使用時(shí)，由于電磁干擾的存在，鏈路受影響的概率比較大，在有外界干擾的情況下，通用的AdHoc路由協(xié)議一般都采取重新啟動路由算法以尋找新的路由的辦法，這將導(dǎo)致整個(gè)自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)入低效率期，而且，通常情況下，比如在煤礦井下、建筑工地、企業(yè)等具有較多電磁干擾的環(huán)境下，許多電磁干擾的發(fā)生具有一定的特點(diǎn)，特別是干擾的間歇性和暫時(shí)性比較明顯，在這樣的環(huán)境下，采用通用的路由算法的效率會比較低，有時(shí)甚至作用不大，比如在重新啟動新的路由協(xié)議并建立新路由后，可能干擾已經(jīng)消失，這樣頻繁的啟動路由算法無疑將大大降低系統(tǒng)的傳輸效率。[
發(fā)明內(nèi)容]本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合無線跳頻技術(shù)及惰性路由算法，保證在干擾環(huán)境下AdHoc網(wǎng)絡(luò)的整體通信效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法，包括用戶數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)接口、硬件驅(qū)動、AdHoc功能模塊、射頻模塊，其特征在于AdHoc功能模塊的核心電路中ARM9芯片的SPI—CSO端連接射頻電路中的CSn端，ARM9芯片中的SPI_CLK端連接射頻電路中的SCLK端，ARM9芯片中的SPI_MCSI端連接射頻電路中的SI端，ARM9芯片中的SPI一MISO端連接射頻電路中的SO端,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法首先建立穩(wěn)定環(huán)境下的無線路由，然后在傳統(tǒng)的DSDV路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，提取無線鏈路中鏈路連接握手信息，確定聯(lián)路狀態(tài)和增加惰性規(guī)避時(shí)間周期，在有干擾使無線鏈路發(fā)生故障時(shí)，先采用跳頻FHSS進(jìn)行路由試探，在跳頻PHSS探測周期內(nèi)無法建立通信鏈路時(shí)，則采用定時(shí)規(guī)避的辦法，規(guī)避時(shí)間間隔T^作為一個(gè)配置參數(shù)，當(dāng)某路由故障無法實(shí)現(xiàn)跳頻通信，并保持幾個(gè)惰性周期時(shí)，再啟動新的路由更新策略，具體包括步驟(a)設(shè)定參數(shù)及節(jié)點(diǎn)路由參數(shù)結(jié)構(gòu)；(b)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；(c)確定鏈路是否有故障，若否，則維持原路由；若是則延時(shí)Tl;(d)再判斷鏈路是否有故障，若否，則維持原路由;若是，則再次延時(shí)T2;(e)再判斷鏈路是否有故障，若否則維持原路由；若是則判斷前兩步中延時(shí)Tl、T2的總和是否大于預(yù)先設(shè)定的規(guī)避時(shí)間間隔的參數(shù)T^，若否，則給維持原路由，若是，則啟動新的路由探測和路由更新策略。所述的設(shè)定參數(shù)及節(jié)點(diǎn)路由參數(shù)結(jié)構(gòu)為-DN:記錄路由信息的目的節(jié)點(diǎn)；Next:記錄一條路由的下一跳節(jié)點(diǎn)；Metric:路由的測度信息，采用時(shí)延或跳數(shù)作為選擇路由的指標(biāo)；Seq:路由序列號，用來避免路由環(huán)路；每次發(fā)送路由廣播時(shí)，節(jié)點(diǎn)將自己對應(yīng)的序號加2，只使用偶數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路由節(jié)點(diǎn)不可達(dá)，就將序號加l，此時(shí)是奇數(shù)，同時(shí)將Metric置為無窮大；InstallTime:路由表項(xiàng)建立時(shí)間，用來刪除過期路由信息；InertTime:T^惰性時(shí)間周期，用來設(shè)置規(guī)避周期；該時(shí)間周期可以由系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)置；Stable:指針指向一組用來表示路由可靠性的信息，采用多種衰減策略來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)場景下的路由情況。所述的路由更新策略采用路由廣播分組格式DN:記錄路由信息的目的節(jié)點(diǎn)；Metric:路由的測度信息，采用時(shí)延或跳數(shù)作為選擇路由的指標(biāo)；Seq:路由序列號，用來避免路由環(huán)路；每次發(fā)送路由廣播時(shí)，節(jié)點(diǎn)將自己對應(yīng)的序號加2，只使用偶數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路由節(jié)點(diǎn)不可達(dá)，就將序號加l，此時(shí)是奇數(shù)，同時(shí)將Metric置為無窮大；Stable:指針指向一組用來表示路由可靠性的信息，采用多種衰減策略來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)場景下的路由情況。所述的路由更新策略為當(dāng)節(jié)點(diǎn)DN收到路由信息分組，比較收到路由信息的序號和目的節(jié)點(diǎn)相同的自己路由表中的序號，選擇序號大的路由信息更新路由表；當(dāng)序號相同時(shí)，根據(jù)測度信息選擇更優(yōu)的路由，節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由時(shí)對已知的所有路由信息、節(jié)點(diǎn)在周期性廣播、新入網(wǎng)廣播、路由信息改動廣播均采用全更新FullUpdate;當(dāng)有節(jié)點(diǎn)超時(shí)時(shí)，采用增量更新通知周圍節(jié)點(diǎn)鏈路已斷。。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)合無線跳頻技術(shù)，在傳統(tǒng)的DSDV路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，增加規(guī)避時(shí)間間隔T^t作為一個(gè)配置參數(shù)，從而增加傳統(tǒng)DSDV協(xié)議的惰性，減少路由更新的頻度，從而整體提高網(wǎng)絡(luò)在干擾環(huán)境下的魯棒性，具有較強(qiáng)抗干擾能力。[]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成架構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明中采用惰性處理方法的流程示意框圖。圖3是本發(fā)明中AdHoc功能模塊中采用ARM9即AtmelAT91RM9200ARM9芯片的核心電路。圖4是本發(fā)明中射頻電路的電路圖。指定圖2為摘要附圖。[具體實(shí)施例]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，本發(fā)明對本專業(yè)
技術(shù)領(lǐng)域：
的人來說還是比較清楚的。實(shí)施例參見圖1的系統(tǒng)組成架構(gòu)圖，其中AdHoc核心功能模塊是系統(tǒng)的核心部分，主要完成ADHOC自組織網(wǎng)絡(luò)的核心功能，包括核心路由算法的實(shí)現(xiàn)以及和射頻模塊、用戶數(shù)據(jù)接口控制等，AdHoc核心電路由基于ARM9芯片，SPAtmelAT91RM9200芯片和外圍電路組成，操作系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的Linux嵌入式操作系統(tǒng)。射頻RF模塊采用TI公司CC2500芯片實(shí)現(xiàn)無線物理層的傳輸。AdHoc核心功能模塊和射頻模塊之間通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口SPI或SDIO連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制和傳輸，本發(fā)明中采用了SPI數(shù)據(jù)接口，AdHoc功能模塊的核心電路中ARM9芯片的SPI—CS0端連接射頻電路中的CSn端，ARM9芯片中的SPLCLK端連接射頻電路中的SCLK端，ARM9芯片中的SPI_MCSI端連接射頻電路中的SI端，ARM9芯片中的SPI_MISO端連接射頻電路中的SO端。在傳統(tǒng)的DSDV艮卩Destination-SequencedDistance-Vector路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，增加規(guī)避時(shí)間間隔L^作為一個(gè)配置參數(shù)，從而增加傳統(tǒng)DSDV協(xié)議的惰性，減少路由更新的頻度，從而整體提高網(wǎng)絡(luò)在干擾環(huán)境下的魯棒性，其中路由算法主要采用距離矢量算法，通過周期性廣播路由信息分組，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)所有已知節(jié)點(diǎn)的路由信息。節(jié)點(diǎn)路由表結(jié)構(gòu)DNNextMetricSeqInstallTimeInertTimeStableDN:記錄路由信息的目的節(jié)點(diǎn)；Next:記錄一條路由的下一跳節(jié)點(diǎn)；Metric:路由的測度信息，可以采用時(shí)延、跳數(shù)等指標(biāo)，本發(fā)明中采用跳數(shù)作為選擇路由的指標(biāo)；Seq:路由序列號，用來避免路由環(huán)路；每次發(fā)送路由廣播時(shí)，節(jié)點(diǎn)將自己對應(yīng)的序號加2，這里只使用偶數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路由節(jié)點(diǎn)不可達(dá)，就將序號加l，此時(shí)是奇數(shù)，同時(shí)將Metric置為無窮大。InstallTime:路由表項(xiàng)建立時(shí)間，用來刪除過期路由信息；InertTime:Ti^惰性時(shí)間周期，用來設(shè)置規(guī)避周期；該時(shí)間周期可以由系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。Stable:指針指向一組用來表示路由可靠性的信息，可以采用多種衰減策略來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)場景下的路由情況。路由更新策略采用路由廣播分組格式DNMetricSeqStable節(jié)點(diǎn)收到路由信息分組，比較收到路由信息的序號和自己路由表中的序號，目的節(jié)點(diǎn)相同，選擇序號大的路由信息更新路由表，當(dāng)序號相等時(shí)，根據(jù)測度信息選擇更優(yōu)的路由。節(jié)點(diǎn)發(fā)送的路由分組分為兩類全更新FullUpdate和增量更新IncrementalUpdate。全更新FullUpdate的路由信息分組包含節(jié)點(diǎn)己知的所有路由信息，節(jié)點(diǎn)在周期性廣播，新入網(wǎng)廣播，路由信息改動廣播中采用全更新。增量更新IncrementalUpdate僅僅廣播變化了的分組，當(dāng)有節(jié)點(diǎn)超時(shí)時(shí)，采用增量更新通知周圍節(jié)點(diǎn)鏈路已斷。路由更新策略為當(dāng)節(jié)點(diǎn)DN收到路由信息分組，比較收到路由信息的序號和目的節(jié)點(diǎn)相同的自己路由表中的序號，選擇序號大的路由信息更新路由表，當(dāng)序號相同時(shí)，根據(jù)測度信息選擇更優(yōu)的路由，節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由時(shí)對已知的所有路由信息、節(jié)點(diǎn)在周期性廣播、新入網(wǎng)廣播、路由信息改動廣播均采用全更新FullUpdate;當(dāng)有節(jié)點(diǎn)超時(shí)時(shí)，采用增量更新通知周圍節(jié)點(diǎn)鏈路已斷。i權(quán)利要求1、一種面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法，包括用戶數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)接口、硬件驅(qū)動、AdHoc功能模塊、射頻模塊，其特征在于(1)AdHoc功能模塊的核心電路中ARM9芯片的SPI_CS0端連接射頻電路中的CSn端，ARM9芯片中的SPI_CLK端連接射頻電路中的SCLK端，ARM9芯片中的SPI_MCSI端連接射頻電路中的SI端，ARM9芯片中的SPI_MISO端連接射頻電路中的SO端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制；(2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法首先建立穩(wěn)定環(huán)境下的無線路由，然后在傳統(tǒng)的DSDV路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，提取無線鏈路中鏈路連接握手信息，確定聯(lián)路狀態(tài)和增加惰性規(guī)避時(shí)間周期，在有干擾使無線鏈路發(fā)生故障時(shí)，先采用跳頻FHSS進(jìn)行路由試探，在跳頻FHSS探測周期內(nèi)無法建立通信鏈路時(shí)，則采用定時(shí)規(guī)避的辦法，規(guī)避時(shí)間間隔Tinert作為一個(gè)配置參數(shù)，當(dāng)某路由故障無法實(shí)現(xiàn)跳頻通信，并保持幾個(gè)惰性周期時(shí)，再啟動新的路由更新策略，具體包括步驟(a)設(shè)定參數(shù)及節(jié)點(diǎn)路由參數(shù)結(jié)構(gòu)；(b)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；(c)確定鏈路是否有故障，若否，則維持原路由；若是則延時(shí)T1；(d)再判斷鏈路是否有故障，若否，則維持原路由；若是，則再次延時(shí)T2；(e)再判斷鏈路是否有故障，若否則維持原路由；若是則判斷前兩步中延時(shí)T1、T2的總和是否大于預(yù)先設(shè)定的規(guī)避時(shí)間間隔的參數(shù)Tinert，若否，則給維持原路由，若是，則啟動新的路由探測和路由更新策略。2、權(quán)利要求1所述的一種面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法，其特征在于所述的設(shè)定參數(shù)及節(jié)點(diǎn)路由參數(shù)結(jié)構(gòu)為DN:記錄路由信息的目的節(jié)點(diǎn)；Next:記錄一條路由的下一跳節(jié)點(diǎn)；Metric:路由的測度信息，采用時(shí)延或跳數(shù)作為選擇路由的指標(biāo)；Seq:路由序列號，用來避免路由環(huán)路；每次發(fā)送路由廣播時(shí)，節(jié)點(diǎn)將自己對應(yīng)的序號加2，只使用偶數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路由節(jié)點(diǎn)不可達(dá)，就將序號加l，此時(shí)是奇數(shù)，同時(shí)將Metric置為無窮大；InstallTime:路由表項(xiàng)建立時(shí)間，用來刪除過期路由信息；InertTime:T^惰性時(shí)間周期，用來設(shè)置規(guī)避周期；該時(shí)間周期可以由系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)置；Stable:指針指向一組用來表示路由可靠性的信息，采用多種衰減策略來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)場景下的路由情況。3、權(quán)利要求1所述的一種面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法，其特征在于所述的路由更新策略采用路由廣播分組格式DN:記錄路由信息的目的節(jié)點(diǎn)；Metric:路由的測度信息，采用時(shí)延或跳數(shù)作為選擇路由的指標(biāo)；Seq:路由序列號，用來避免路由環(huán)路；每次發(fā)送路由廣播時(shí)，節(jié)點(diǎn)將自己對應(yīng)的序號加2，只使用偶數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路由節(jié)點(diǎn)不可達(dá)，就將序號加l，此時(shí)是奇數(shù)，同時(shí)將Metric置為無窮大；Stable:指針指向一組用來表示路由可靠性的信息，采用多種衰減策略來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)場景下的路由情況。4、如權(quán)利要求1或3所述的一種面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法，其特征在于所述的路由更新策略為當(dāng)節(jié)點(diǎn)DN收到路由信息分組，比較收到路由信息的序號和目的節(jié)點(diǎn)相同的自己路由表中的序號，選擇序號大的路由信息更新路由表；當(dāng)序號相同時(shí)，根據(jù)測度信息選擇更優(yōu)的路由，節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由時(shí)對已知的所有路由信息、節(jié)點(diǎn)在周期性廣播、新入網(wǎng)廣播、路由信息改動廣播均采用全更新FullUpdate;當(dāng)有節(jié)點(diǎn)超時(shí)時(shí)，采用增量更新通知周圍節(jié)點(diǎn)鏈路已斷。全文摘要本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是一種面向多干擾環(huán)境應(yīng)用的跳頻FHSS無線網(wǎng)絡(luò)惰性處理方法，包括用戶數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)接口、硬件驅(qū)動、AdHoc功能模塊、射頻模塊，AdHoc功能模塊的核心電路中ARM9芯片與射頻電路通過SPI接口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法在DSDV路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，確定聯(lián)路狀態(tài)，增加惰性規(guī)避時(shí)間周期，在有干擾時(shí)，先采用跳頻FHSS進(jìn)行路由試探，設(shè)置規(guī)避時(shí)間間隔T_inert作為配置參數(shù)，當(dāng)某路由故障無法實(shí)現(xiàn)跳頻通信，并保持幾個(gè)惰性周期時(shí)，再啟動新的路由更新策略，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少路由更新的頻度，具有較強(qiáng)抗干擾能力。文檔編號H04B1/713GK101330298SQ20071004510公開日2008年12月24日申請日期2007年8月21日優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日發(fā)明者劉西釘申請人:劉西釘