[發(fā)明專利]一種用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由路徑優(yōu)化的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310234476.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104244359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂勇;倪時(shí)昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江瑞瀛網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號(hào): H04W40/12
• 分類號(hào): H04W40/12;H04W40/04
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 王雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

背景技術(shù)

無(wú)線路由算法是無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。目前在無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)商用的路由算法，大都是國(guó)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)的私有協(xié)議，使用代價(jià)高昂，并且一般難以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行修改，無(wú)法靈活適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)分布在不同的地理位置，相互之間通過(guò)無(wú)線通信通道進(jìn)行通信連接。對(duì)于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，分布較為廣泛的大規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)而言，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)之間無(wú)法在彼此的通信半徑內(nèi)全部覆蓋，因此路由算法是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)都相互連通的關(guān)鍵。

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)之間的相互通信，制定節(jié)點(diǎn)間通信的數(shù)據(jù)幀格式如下：

其中：

Seq.No是指數(shù)據(jù)幀的序列號(hào)，用于區(qū)分接收到數(shù)據(jù)的順序，以及判斷所接收到的數(shù)據(jù)幀是否在此前已經(jīng)處理過(guò)。

Cur?Hop是指數(shù)據(jù)幀目前已經(jīng)傳遞的跳數(shù)。數(shù)據(jù)幀每被中轉(zhuǎn)一次，這個(gè)值要增加1。

Source?Address是指數(shù)據(jù)通信發(fā)起源節(jié)點(diǎn)的地址。

Previous?Hop是指接收到數(shù)據(jù)的上一跳節(jié)點(diǎn)地址。

Target?Address是指數(shù)據(jù)通信的目的接收節(jié)點(diǎn)的地址。

Next?Hop是指數(shù)據(jù)發(fā)往目的節(jié)點(diǎn)地址時(shí)，從下一跳節(jié)點(diǎn)的地址。

Data?Payload是指數(shù)據(jù)負(fù)載。

此外，節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自其他節(jié)點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)之后，都可以得到該數(shù)據(jù)幀的信號(hào)強(qiáng)度值（RSSI）。RSSI是一個(gè)負(fù)值，單位是dBm，用于表示無(wú)線信號(hào)的強(qiáng)度。例如，B節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自A節(jié)點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)，如果RSSI的值較小（例如-90dBm），就說(shuō)明來(lái)自A節(jié)點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)較弱，通信不太可靠；如果B節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自A節(jié)點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)，RSSI的值較大（例如-30dBm），就說(shuō)明來(lái)自A節(jié)點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)較強(qiáng)，通信比較可靠。

舉例說(shuō)明上述數(shù)據(jù)幀中各個(gè)域的含義：假設(shè)A節(jié)點(diǎn)要向K節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)“12345”，由于A節(jié)點(diǎn)和K節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)線信號(hào)沒(méi)有相互覆蓋，因此無(wú)法直接通信，需要借助其他節(jié)點(diǎn)提供的路由才能實(shí)現(xiàn)與K節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換。A節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)計(jì)算，選擇B節(jié)點(diǎn)作為通向K節(jié)點(diǎn)的下一跳，那么A節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容如下：

B節(jié)點(diǎn)接收到這幀數(shù)據(jù)后，負(fù)責(zé)為A節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)發(fā)送到K節(jié)點(diǎn)。同樣，B節(jié)點(diǎn)無(wú)法與K節(jié)點(diǎn)直接通信，所以也必須通過(guò)其他節(jié)點(diǎn)路由才能把數(shù)據(jù)傳遞到K節(jié)點(diǎn)。B節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)計(jì)算，選擇E節(jié)點(diǎn)作為通向K節(jié)點(diǎn)的下一跳，那么B節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容如下：

需要注意的是，數(shù)據(jù)幀每被路由（中轉(zhuǎn)）一次，都需要增加Cur?Hop域的數(shù)值。因此B節(jié)點(diǎn)在為A節(jié)點(diǎn)路由，轉(zhuǎn)發(fā)這幀數(shù)據(jù)時(shí)，Cur?Hop域的值由1增加為2。此外，Previous?Hop和Next?Hop都根據(jù)路由選擇進(jìn)行的變化，但是不能更改Source?Address和Target?Address域的值。

同理，E節(jié)點(diǎn)接收到B節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀之后，負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)發(fā)送到K節(jié)點(diǎn)。由于E節(jié)點(diǎn)可以直接與K節(jié)點(diǎn)通信，所以向K節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀內(nèi)容如下：

最后，K節(jié)點(diǎn)接收到這幀數(shù)據(jù)之后，可以得知以下信息：1）數(shù)據(jù)是由A節(jié)點(diǎn)發(fā)送而來(lái)（從Source?Address域）；2）A節(jié)點(diǎn)到K節(jié)點(diǎn)之間的距離是3跳（從Cur?Hop域）；3）如果K節(jié)點(diǎn)要向A節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，那么可以通過(guò)E節(jié)點(diǎn)作為路由（Previous?Hop域）

完成上述幾次通信后，從A節(jié)點(diǎn)到K節(jié)點(diǎn)的通信路由是A→B→E→K。以此類推，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)之間都可以通過(guò)路由相互連通。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單、高效、占用資源少的用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由路徑優(yōu)化的方法，該方法包括：

步驟一，由路由請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)向各中間節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送路由請(qǐng)求幀，所述目的地址是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有中間節(jié)點(diǎn)；

步驟二，所述中間節(jié)點(diǎn)在接收該路由請(qǐng)求幀后，記錄上一跳的強(qiáng)度及路徑，在路由請(qǐng)求幀中記錄節(jié)點(diǎn)信息，然后重復(fù)發(fā)送該路由請(qǐng)求幀，直至網(wǎng)絡(luò)中所有中間節(jié)點(diǎn)都接收并重復(fù)發(fā)送過(guò)一次該路由請(qǐng)求幀，從而導(dǎo)致每個(gè)節(jié)點(diǎn)都建立了多條通往路由請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的路徑可供選擇；

步驟三，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在接收到多個(gè)路由請(qǐng)求幀后，都根據(jù)路由請(qǐng)求幀選擇最佳路徑，建立并優(yōu)化了到達(dá)路由請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的路由。

本發(fā)明還提供以下優(yōu)選的技術(shù)方案：

所述路由請(qǐng)求幀中包括：

序列號(hào)；

該路由請(qǐng)求幀目前已經(jīng)傳遞的跳數(shù)，每被中轉(zhuǎn)一次，該跳數(shù)加1；

路由請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)地址；

上一跳節(jié)點(diǎn)地址；