[發明專利]一種跨層的高投遞率低延時的組播通信方法

無效

• 申請號: 201010588335.1
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN101986728A
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發明（設計）人: 曹葉文;吳湘龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W40/02;H04W80/06
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種跨層的高投遞率低延時的組播通信方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

無線Ad?Hoc網絡具有不需要固定設施支持、組網快速、靈活等特點，也由于這些原因導致網絡拓撲的快速變化、節點資源和網絡帶寬受限等問題。組播是在發送者和每一接收者之間實現點對多點網絡連接，能節省網絡帶寬、降低網絡負載，提高數據傳送效率。現在Ad?Hoc網絡中的組播路由協議分為兩種：基于樹的組播路由協議和基于格網的組播路由協議，基于樹的組播路由協議數據傳輸延時小，但在網絡拓撲頻繁變動或節點高速運動的場景下，協議投遞率很低；基于格網的組播路由協議能提供冗余路徑，在節點高速和低速情景下都能提供高的投遞率，但是由于網絡中有數據重復發送，協議的數據傳輸延時很大?；诂F有協議的不足，本發明采用跨層設計的方法，利用格網的路由協議適應網絡拓撲變化的優勢，通過共享物理層、數據鏈路層和網絡層的信息，減少數據傳送過程中的數據重復和節點競爭，提高數據投遞率、降低數據傳輸延時。

發明內容

本發明的目的是針對現有協議的不足，即不能很好適應網絡拓撲變化或數據傳輸時延很大，提供一種高適應性、高投遞率和低傳輸時延的組播路由協議。

本發明利用共享物理層、數據鏈路層和網絡層的信息資源，建立組播路由網，并處理數據傳輸過程中存在的數據重復發送、節點競爭信道等問題，使得路由覆蓋范圍廣，消除數據重復傳輸，減少數據處理時間，

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于跨層的高投遞率低延時的組播通信方法，該方法包括本地節點在網絡層直接讀取物理層的信息，數據鏈路層共享網絡層信息，網絡層共享物理層信息實現組播通信，具體實現步驟如下：

Step1：組播組的核心節點在全網周期性的廣播控制包；

Step2：任何接收到核心節點發送的控制包的節點都建立一個鏈接列表，并將該節點的鄰居節點發送的控制包的數據及鄰居節點的等級保存到鏈接列表中；

Step3：節點從其鏈接列表中選擇鄰居節點到核心節點距離最小且等級最高的鄰居節點作為其最佳鄰居，最佳鄰居發送來的控制包為最佳控制包，在最佳控制包的基礎上產生自己的控制包并廣播給周圍鄰居，所有接收到控制包的其他節點均為網成員，設置自己的meshmember域為true；若未收到控制包但滿足一定的條件，該節點也作為網成員；

Step4：組播網組建成功，組播網建立之后，有組播通信時，在組播網內傳輸數據。

所述物理層信息指接收數據包的SINR值。

所述網絡層信息指通過SINR計算的數據發送退避時間以及數據發送速率。

所述step3中一定條件為：鄰節點的mesh?member域為true；或者此鄰節點到核心節點的距離比節點本身的大；或者節點在兩個控制包周期內接收到此鄰節點發送的控制包。

所述step3中在組播網內傳輸數據的步驟為：

(1)組播源為非網成員且有數據發送時，發送數據到鏈接列表中記錄的父節點，逐跳發送到組播網內；

(2)組播源為網成員或者數據到達組播網內，數據在組播網內洪泛；

(3)網成員接收到組播數據后，接收和轉發數據；

其中，數據的處理分為MAC層數據處理和網絡層數據處理。

所述MAC層處理數據的步驟如下：

(h)MAC層接收到數據后，若向下層即物理層發送，則轉入步驟(b)繼續執行；反之判斷是否是重復發送，如是重復發送則轉入步驟(g)繼續執行，如不是重復發送則向上層即邏輯鏈路層和網絡層傳輸且轉入步驟(f)繼續執行；

(i)設置退避時間，并啟動退避計時器；

(j)若退避時間到，則轉入步驟(d)進行判斷；反之判斷是否收到相同的控制包，如是則轉入(e)繼續執行，反之轉入步驟(c)繼續執行；

(k)判斷信道是否空閑，如是則以網絡層計算的發送速率發送數據且轉入(f)繼續執行，反之轉入步驟(c)繼續執行；

(l)網絡層的數據緩存中接收次數項加1，并判斷是否達到門限值，如大于門限值則轉入步驟(g)繼續執行，反之則轉入步驟(c)繼續執行；

(m)等待接收下一個數據；

(n)丟棄數據包，取消發送，且轉入步驟(f)繼續執行。

所述網絡層處理數據的步驟如下：

(c)網絡層接收到數據包后，讀取鏈接列表當中相應發送節點的信息，計算數據包轉發的退避時間和發送速率；

(d)若節點為接收者，向傳輸層傳遞數據包，并將數據包傳送給數據鏈路層；若節點為非接收者，則只需將數據包傳送給數據鏈路層。