[發(fā)明專利]用于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)路由的鄰居節(jié)點(diǎn)判定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210538775.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102984781A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段鵬瑞;馬華東;李強(qiáng);李文生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/04
• 分類號(hào): H04W40/04;H04W84/18
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)路由的鄰居節(jié)點(diǎn)判定方法，屬于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的路由技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)是一種不需要基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，在這種網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮幱趧?dòng)態(tài)的變化中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行路由協(xié)議，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備路由功能。當(dāng)需要通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)不能直接通信時(shí)，可以使用多跳的方式，即由中間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)充當(dāng)路由器，進(jìn)行逐跳的信息轉(zhuǎn)發(fā)。

按需距離矢量路由協(xié)議AODV（Ad?hoc?on-demand?distance?vector?routing）是無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的經(jīng)典路由協(xié)議，它屬于反應(yīng)式路由。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要一條到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑時(shí)，以廣播的形式向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由請(qǐng)求RREQ（RouteRequest）報(bào)文，RREQ報(bào)文中攜帶有：本節(jié)點(diǎn)的IP地址、序列號(hào)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)IP地址等信息；收到RREQ報(bào)文的中間節(jié)點(diǎn)，如果該節(jié)點(diǎn)知道目標(biāo)節(jié)點(diǎn)路徑，則回應(yīng)路由應(yīng)答RREP（Route?Reply）報(bào)文，否則，就進(jìn)行RREQ轉(zhuǎn)發(fā)；直到最終找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，完成多跳路由的查找。

多跳路由的傳輸路徑是由多個(gè)逐跳的無(wú)線鏈路所組成。AODV路由協(xié)議的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)是維護(hù)AODV無(wú)線鏈路的重要手段。鄰居節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)是通過(guò)Hello消息完成的：每個(gè)節(jié)點(diǎn)間隔一個(gè)設(shè)定的時(shí)間周期，就會(huì)廣播Hello消息。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到若干個(gè)相同Hello消息時(shí)，就查找路由表，如果路由表中沒(méi)有此項(xiàng)，則表示這是一個(gè)新的鄰居節(jié)點(diǎn)，此時(shí)就將這個(gè)1跳路由插入到路由表。AODV路由協(xié)議定義了鄰居節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間：在建立鄰居關(guān)系后，如果超過(guò)這個(gè)生存時(shí)間一直沒(méi)有收到任何該鄰居的Hello消息，即可以認(rèn)為這個(gè)鄰居已經(jīng)斷開(kāi)，則刪除這個(gè)1跳路由（即AODV無(wú)線鏈路）。

鏈路的質(zhì)量對(duì)多跳路由的傳輸路徑至關(guān)重要，它是構(gòu)成這條傳輸路徑的重要基礎(chǔ)。AODV路由協(xié)議通過(guò)Hello機(jī)制來(lái)確認(rèn)鏈路。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)簡(jiǎn)單的Hello發(fā)現(xiàn)機(jī)制是無(wú)法保證鏈路質(zhì)量的，需要采取增強(qiáng)的機(jī)制。現(xiàn)有的方法是使用無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度RSSI（Received?Signal?Strength?Indication）來(lái)確認(rèn)鄰居節(jié)點(diǎn)，但是，受到地形、單向路徑和頻帶干擾等因素的影響，這個(gè)方法并不準(zhǔn)確；同時(shí)在眾多的便攜式無(wú)線終端上，底層的驅(qū)動(dòng)并沒(méi)有提供相應(yīng)的接口，以便精確獲知自組織網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度。另一種現(xiàn)有技術(shù)是將全球定位系統(tǒng)GPS（Global?Positioning?System）模塊引入節(jié)點(diǎn)，通過(guò)地理位置的篩選來(lái)確定路由。它的局限是使用范圍限制于室外，同時(shí)增加了成本。另外，還有一種方法是通過(guò)鏈路的數(shù)據(jù)丟包率統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行鄰居的篩選，其缺陷是需要較多的數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)銷。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)路由的鄰居節(jié)點(diǎn)判定方法，本發(fā)明方法是工作在應(yīng)用層的鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制，操作步驟簡(jiǎn)單，其是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)，使得互為鄰居的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)線鏈路質(zhì)量穩(wěn)定，以提高多跳路由的傳輸穩(wěn)定性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)路由的鄰居節(jié)點(diǎn)判定方法，其特征在于：該方法是在傳統(tǒng)的鄰居發(fā)現(xiàn)方法中引入交互握手操作，即增設(shè)ACK預(yù)同步和data預(yù)同步的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程；并要求在data預(yù)同步狀態(tài)的前后，都必須滿足下述設(shè)定條件：連續(xù)接收設(shè)定數(shù)量n個(gè)Hello消息；這樣既對(duì)所選鏈路提出了適宜要求，也避免了原先必須成功連續(xù)接收設(shè)定數(shù)量2n個(gè)Hello消息的過(guò)高要求，允許無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有設(shè)定數(shù)量的丟包；所述方法包括下列操作步驟：

（1）源節(jié)點(diǎn)發(fā)送Hello消息：源節(jié)點(diǎn)在初始化啟動(dòng)后，與其他節(jié)點(diǎn)的關(guān)系都處于失步狀態(tài)；此時(shí)，源節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)各自分別按照發(fā)送周期T_Hello秒廣播發(fā)送Hello消息，以便于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的互相發(fā)現(xiàn)；

（2）其他節(jié)點(diǎn)接收到Hello消息：其他節(jié)點(diǎn)接收到源節(jié)點(diǎn)的Hello消息，獲知Hello消息的發(fā)送節(jié)點(diǎn)地址，然后，向源節(jié)點(diǎn)單播回應(yīng)Hello-ack消息；

（3）源節(jié)點(diǎn)接收到Hello-ack消息：源節(jié)點(diǎn)接收到Hello-ack消息后，將該源節(jié)點(diǎn)自身與Hello-ack消息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的鄰居關(guān)系設(shè)置為ACK預(yù)同步狀態(tài)；

（4）源節(jié)點(diǎn)執(zhí)行ACK預(yù)同步狀態(tài)的處理：在ACK預(yù)同步狀態(tài)時(shí)，源節(jié)點(diǎn)判斷是否連續(xù)接收到由步驟（3）中Hello-ack消息發(fā)送節(jié)點(diǎn)所發(fā)出的設(shè)定數(shù)量n個(gè)Hello消息；若是，則將其狀態(tài)轉(zhuǎn)換為data預(yù)同步狀態(tài)，并執(zhí)行后續(xù)步驟（5）；如果在ACK預(yù)同步狀態(tài)的響應(yīng)周期T_ACK定時(shí)器超時(shí)，則源節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為失步狀態(tài)，即返回步驟（1），重新初始化鄰居關(guān)系；