[發(fā)明專利]基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的無線自組網(wǎng)快速路由方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310576267.0
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103561448A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏文宇;吳開軍;吳清;周亮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: H04W40/26
• 分類號: H04W40/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的無線自組網(wǎng)快速路由方法，其關(guān)鍵在于利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進行節(jié)點定位，利用控制中心進行快速路由選擇。

背景技術(shù)

無線自組網(wǎng)是由多個分布在一定區(qū)域內(nèi)可移動節(jié)點組成，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都有通訊和路由雙重功能。自組網(wǎng)具有良好的移動性、易搭建性等特點，其具有廣泛的應(yīng)用前景，如軍事領(lǐng)域、抗洪救災(zāi)等。由于自組網(wǎng)中單個節(jié)點信號覆蓋范圍有限，注定其必然是一個多跳、臨時、無中心網(wǎng)絡(luò)。無線信道的變化、節(jié)點的加入或移動或退出，都會引起網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，此時就需要路由協(xié)議來監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化、交換路由信息、確定目的節(jié)點的位置、產(chǎn)生及維護路由。自組網(wǎng)常見路由協(xié)議可分為兩大類，主動路由和按需路由。

主動路由協(xié)議要求網(wǎng)內(nèi)節(jié)點周期性地廣播路由信息，每個節(jié)點都要維護到達(dá)其他節(jié)點的路由表。其優(yōu)點是路由尋找所需的時間最小，但缺點是維護開銷大、維護時間長、收斂慢。按需路由協(xié)議優(yōu)點是不需要進行周期性的路由信息廣播，只有當(dāng)源節(jié)點發(fā)起路由請求時，它才在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起一次路由發(fā)現(xiàn)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源，但缺點是存在陳舊路由。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)并兼具短報文通信能力。其中，短報文通信能力是美國GPS、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)所不具有的。本系統(tǒng)使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報文通信來轉(zhuǎn)發(fā)路由信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的無線自組網(wǎng)路由協(xié)議的各種缺點，提供一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速路由方法。此方法具有快速路由發(fā)現(xiàn)、路由維護簡單、收斂迅速等特點。

本發(fā)明所述的系統(tǒng)由三大模塊組成，無線自組網(wǎng)（1）、北斗衛(wèi)星（2）、控制中心（3）。其中，無線自組網(wǎng)由若干節(jié)點組成，每個節(jié)點都具有主機和路由器的雙重身份。北斗衛(wèi)星給無線節(jié)點提供定位和通訊服務(wù)。控制中心接收路由請求，為自組網(wǎng)提供路由發(fā)現(xiàn)和路由維護功能。

其中所述無線自組網(wǎng)節(jié)點包括五大組成部分。電源給系統(tǒng)其它部分供電，其可以是天陽能電池或者是蓄電池。北斗數(shù)據(jù)收發(fā)模塊作用是接收北斗定位信號、發(fā)送節(jié)點路由請求、接收路由回復(fù)。微處理器就相當(dāng)于無線節(jié)點的控制和計算中心，用來處理各種數(shù)據(jù)。存儲器中分為兩個區(qū)，一個用來存儲各種數(shù)據(jù)，另外一個分區(qū)用來存儲兩張表。一張表用來存儲自身的定位坐標(biāo)（表A1），另一張表用來存儲可到達(dá)鄰居節(jié)點（表A2）。無線數(shù)收發(fā)據(jù)模塊用來掃描鄰居節(jié)點以及數(shù)據(jù)交換。

其中所述的北斗衛(wèi)星為各節(jié)點提供定位信號，以及利用短報文通信功能轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與控制中心之間的通信。

其中所述控制中心由三大部分組成。北斗數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用來接收路由請求、發(fā)送路由回復(fù)等。存儲器中存儲兩張表，一張表存儲各個無線節(jié)點的位置坐標(biāo)（表B1），一張表用來存儲各個節(jié)點的可到達(dá)鄰居節(jié)點（表B2）。處理器用來處理來自北斗數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和存儲器的各種數(shù)據(jù)。

本發(fā)明最顯著的特點是利用北斗衛(wèi)星進行定位，利用控制中心來計算路由路徑，有效避免了無線自組網(wǎng)的各種路由發(fā)現(xiàn)帶來的各種問題。如主動路由協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)會引起網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)量激增，造成系統(tǒng)壓力過大，通信質(zhì)量下降。又如按需路由協(xié)議則會引起路由發(fā)現(xiàn)時間過長、存在陳舊路由等。

本發(fā)明最鮮明的特點是路由收斂迅速、具有提供無環(huán)路由、避免無窮計算、控制管理開銷小、對終端無過高要求、支持單向信道等優(yōu)勢。

附圖說明

?圖1?為一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的無線自組網(wǎng)快速路由方法的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

????圖2?為無線節(jié)點內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

????圖3?為控制中心結(jié)構(gòu)圖。

????圖4?為系統(tǒng)工作流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的無線自組網(wǎng)快速路由方法系統(tǒng)。具體如下：

????如圖2所示，無線自組網(wǎng)節(jié)點內(nèi)部有五大模塊。電源模塊給整個系統(tǒng)供電。北斗數(shù)據(jù)收發(fā)模塊接收北斗衛(wèi)星信號。微處理器控制整個系統(tǒng)運行、處理數(shù)據(jù)。存儲器分為兩個區(qū)，一個區(qū)存儲節(jié)點自身定位坐標(biāo)（表A1）、可到達(dá)鄰居節(jié)點（表A2）。無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用來與周圍鄰居節(jié)點通信。

如圖3所示，控制中心可分為三大模塊，分別為北斗數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、處理器、存儲器。北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用來與北斗衛(wèi)星傳輸信號。處理器負(fù)責(zé)計算路由路徑、控制系統(tǒng)運行。存儲器則存儲兩張表，一張表存放無線自組網(wǎng)各節(jié)點坐標(biāo)（表B1），一張表用來存儲各節(jié)點可到達(dá)鄰居節(jié)點（表B2）。