無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)核心轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建立方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，設(shè)及一種無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)核屯、轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡(luò)的建立方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003] 無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)中屯、的，完全分布式的網(wǎng)絡(luò)。不同于傳統(tǒng)的具有主從結(jié) 構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有相互的依賴關(guān)系，任何節(jié)點(diǎn)都有能力 接收信息，也可W對(duì)接收到的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果通信的雙方節(jié)點(diǎn)不在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接無(wú)線 通信距離內(nèi)，消息可W從源節(jié)點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多次轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。運(yùn) 種通信方式的使用，可W消除傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)基站節(jié)點(diǎn)的依賴，W實(shí)現(xiàn)完全分布式部署的目 標(biāo)。但是，多跳工作方式的基礎(chǔ)，是在從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑上的中間節(jié)點(diǎn)，都已經(jīng)具 有相應(yīng)的路由表，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道將消息轉(zhuǎn)發(fā)給某個(gè)特點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)，通過(guò)該鄰居節(jié)點(diǎn) 的轉(zhuǎn)發(fā)，消息可W正確到達(dá)目的地。由于在無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中不存在固定的中屯、管理單元，每 個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)剛初始化的時(shí)候不具有運(yùn)種路由表。無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)需要相應(yīng)的路由協(xié)議來(lái)完 成路由表的建立。
[0004] 由于沒(méi)有中屯、管理單元存在于無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要在網(wǎng)絡(luò)中建立一 條到達(dá)另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)的多跳路徑時(shí)，一般會(huì)使用廣播的方式進(jìn)行詢問(wèn)。網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)對(duì) 路由詢問(wèn)進(jìn)行不斷地轉(zhuǎn)發(fā)廣播，直到該詢問(wèn)被目的節(jié)點(diǎn)收取。目的節(jié)點(diǎn)作出相應(yīng)的回應(yīng)后， 從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)路徑上所需要的其它節(jié)點(diǎn)可W建立正確的路由信息，源節(jié)點(diǎn)才開(kāi)始發(fā) 送數(shù)據(jù)。廣播消息的使用在路由建立，或者是詢問(wèn)其它節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中有著重要的作用，可W 幫助無(wú)中屯、網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)盡最大努力獲取想要的信息。但是如果網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量過(guò)多，并 且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都參與到轉(zhuǎn)發(fā)廣播的過(guò)程中時(shí)，廣播的效率會(huì)變得非常低，同時(shí)也影響正常的 數(shù)據(jù)通信。值得注意的是，無(wú)線通信不同于有線通信的一個(gè)重要特點(diǎn)是當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信 息時(shí)，處于該節(jié)點(diǎn)直接通信距離內(nèi)的節(jié)點(diǎn)都可W收到通信的內(nèi)容。圖1簡(jiǎn)要演示了無(wú)線多跳 網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)廣播信息的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0005] 圖1中，能通過(guò)箭頭相連的節(jié)點(diǎn)表示處于互相的直接通信距離內(nèi)。處于相鄰兩條實(shí) 線上的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)處于最大直接通信距離內(nèi)，相同地，在相鄰兩條虛線上的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)也處于 最大直接通信距離內(nèi)。在相鄰的實(shí)線和虛線上對(duì)應(yīng)位置的節(jié)點(diǎn)處于雙方通信距離W內(nèi)（假 設(shè)相當(dāng)于最大通信距離的一半）。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)膬?yōu)化措施，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)參與到廣播中 來(lái)。比如節(jié)點(diǎn)1開(kāi)始第一次廣播，節(jié)點(diǎn)2, 3, 4收到后進(jìn)行廣播轉(zhuǎn)發(fā)，該轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)被節(jié)點(diǎn)1，11， 7，12, 8，13收到。節(jié)點(diǎn)11，7，12, 8，13再進(jìn)行廣播轉(zhuǎn)發(fā)，此時(shí)圖中除了節(jié)點(diǎn)1，其他 所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到本次廣播轉(zhuǎn)發(fā)。
[0006] 所有的節(jié)點(diǎn)參與到廣播中來(lái)，雖然可W確保所有的節(jié)點(diǎn)都收到信息，但是會(huì)導(dǎo)致 網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)核屯、轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡(luò)的建立方法和系統(tǒng)，W實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建立方法，包括W下步驟： 步驟1:在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中，使用無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中X個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性主動(dòng)發(fā)起全網(wǎng)廣 播，下文將X個(gè)節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)稱為發(fā)起節(jié)點(diǎn)，其中，廣播消息中包含兩部分信息，一部分是廣播消息 的發(fā)起者信息即發(fā)起節(jié)點(diǎn)信息，另一部分是當(dāng)前轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息的節(jié)點(diǎn)在最近一段時(shí)間內(nèi)偵 聽(tīng)到的其鄰居節(jié)點(diǎn)的地址； 步驟2:當(dāng)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的除發(fā)起節(jié)點(diǎn)外的其他一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到上述廣播信息后，根據(jù) 該廣播消息已經(jīng)傳播的次數(shù)，確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到發(fā)起節(jié)點(diǎn)之間的最短距離，然后將當(dāng)前節(jié)點(diǎn) 的鄰居信息放入到廣播消息中的鄰居節(jié)點(diǎn)地址域中； 步驟3:對(duì)廣播消息中的鄰居節(jié)點(diǎn)地址進(jìn)行分析，具體為:將鄰居節(jié)點(diǎn)信息與接收到的 廣播消息的轉(zhuǎn)發(fā)者W及轉(zhuǎn)發(fā)者的鄰居信息做比較，如，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所有鄰居都能被其中部分 鄰居節(jié)點(diǎn)通過(guò)一次無(wú)線通信覆蓋到，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)就會(huì)判斷在不影響全網(wǎng)廣播的前提下，自己 不需要參與到廣播消息的轉(zhuǎn)發(fā)，如，不能確保廣播消息能經(jīng)由當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的某些鄰居節(jié)點(diǎn)到 達(dá)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的全部鄰居節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)就把自身設(shè)為核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)W保證消息的到達(dá)性； 步驟4:依據(jù)步驟1到步驟3中的步驟，經(jīng)過(guò)多次全網(wǎng)廣播后，完成無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中每 個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建立。
[0009] 優(yōu)選的，所述步驟3中對(duì)廣播消息中的鄰居節(jié)點(diǎn)地址進(jìn)行分析結(jié)束后，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)如 需要對(duì)廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)需要： 保留廣播消息的發(fā)起者信息； 將最近一段時(shí)間內(nèi)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到的其他消息的發(fā)送節(jié)點(diǎn)地址更新進(jìn)廣播消息，從而 覆蓋該廣播消息內(nèi)原本攜帶的前一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)者的鄰居信息，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0010]優(yōu)選的， 無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居信息通過(guò)記錄收到過(guò)的廣播消息的轉(zhuǎn)發(fā)者地址 建立。
[0011] 優(yōu)選的，所述廣播消息采用的數(shù)據(jù)包格式包括： 發(fā)起者地址:2字節(jié)，表示廣播消息的發(fā)起者地址； 發(fā)送者地址:2字節(jié)，表示廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)者的地址； 目的地址:2字節(jié)，表示廣播消息的目的地址； 數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度:2字節(jié)，表示數(shù)據(jù)包的總長(zhǎng)度； 數(shù)據(jù)包類型：1字節(jié)，表示數(shù)據(jù)包類型； 發(fā)送者類型：1字節(jié)，表示廣播消息轉(zhuǎn)發(fā)者類型； 跳數(shù):1字節(jié)，表示數(shù)據(jù)包已經(jīng)經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)； 序列號(hào):2字節(jié)，表示數(shù)據(jù)包的ID; 發(fā)送者鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)量:2字節(jié)，表示當(dāng)前廣播消息中包含多少個(gè)消息轉(zhuǎn)發(fā)者的鄰居。
[0012] 優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)發(fā)者類型，包括普通轉(zhuǎn)發(fā)者、核屯、轉(zhuǎn)發(fā)者、臨時(shí)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)者和非轉(zhuǎn) 發(fā)者。
[0013] 優(yōu)選的，所述序列號(hào)在從發(fā)起節(jié)點(diǎn)發(fā)出的廣播消息中是w遞增的方式存在，目的 是讓廣播消息接收者判斷廣播消息的唯一性，防止重復(fù)接收后的重復(fù)處理。
[0014] 優(yōu)選的，當(dāng)自適應(yīng)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建立完成后，節(jié)點(diǎn)收到廣播消息后，進(jìn)行核屯、節(jié) 點(diǎn)判斷的步驟包括： 步驟701、記錄下廣播消息的發(fā)出者地址信息和跳數(shù)，W及該轉(zhuǎn)發(fā)者的類型，用W完善 當(dāng)前節(jié)的鄰居信息； 步驟702、如果當(dāng)前數(shù)據(jù)包類型是請(qǐng)求更新核屯、轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)，或者廣播消息的轉(zhuǎn)發(fā)者W前沒(méi) 有存在于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居信息中，進(jìn)入核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)判定過(guò)程，否則如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是轉(zhuǎn) 發(fā)者，結(jié)束;如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)者，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)發(fā)廣播信息； 步驟703、當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的鄰居信息保存在鄰居節(jié)點(diǎn)列表中，如果鄰居節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)到 達(dá)廣播信息發(fā)起者的距離不大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到達(dá)廣播信息發(fā)起者的距離，則不考慮運(yùn)些鄰居 節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)； 步驟704、判斷是否有鄰居節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)到達(dá)廣播信息發(fā)起者的距離大于當(dāng)前節(jié) 點(diǎn)到達(dá)廣播信息發(fā)起者的距離，如果沒(méi)有，則當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不作為核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，如果有，進(jìn)入 下一步； 步驟705、鄰居節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)到達(dá)廣播信息發(fā)起者的距離大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到達(dá)廣播 信息發(fā)起者的距離的節(jié)點(diǎn)稱為剩余鄰居節(jié)點(diǎn)，如果每個(gè)剩余鄰居節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)也是當(dāng)前 節(jié)點(diǎn)的鄰居，并且該鄰居被標(biāo)記為核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，則運(yùn)個(gè)剩余鄰居節(jié)點(diǎn)能通過(guò)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點(diǎn)接收廣播消息，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)無(wú)需再考慮該剩余鄰居節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)定為非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)； 步驟706、如果還有剩余鄰居節(jié)點(diǎn)不滿足步驟705的要求，檢查如果通過(guò)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的某 個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)到達(dá)該不滿足要求的剩余鄰居節(jié)點(diǎn)，是否會(huì)增加鄰居節(jié)點(diǎn)到達(dá)廣播發(fā)起者的距 離，如果會(huì)增加距離，則當(dāng)前節(jié)點(diǎn)必須設(shè)置為核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，如果不會(huì)增加，則當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè) 置為暫時(shí)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，等待進(jìn)一步的信息； 步驟707、如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置為核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，或者暫時(shí)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，檢查當(dāng)前廣播 消息的發(fā)起者信息和消息序列號(hào)，如果已經(jīng)處理過(guò)，則不做處理，等待下次廣播更新時(shí)候發(fā) 送，如果未處理過(guò)，則使用當(dāng)前節(jié)點(diǎn)信息和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)鄰居信息替換廣播消息內(nèi)的信息，并作 轉(zhuǎn)發(fā)。
[0015] 同時(shí)本發(fā)明技術(shù)方案還公開(kāi)一種無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)核屯、轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建立 系統(tǒng)，包括天線、無(wú)線電收發(fā)機(jī)、自組織網(wǎng)絡(luò)控制器和上位機(jī)，所述天線和無(wú)線電收發(fā)機(jī)雙 向通信連接，所述無(wú)線電收發(fā)機(jī)和自組織網(wǎng)絡(luò)控制器雙向通信連接，所述自組織網(wǎng)絡(luò)控制 器和上位機(jī)雙向通信連接。
[0016] 優(yōu)選