[發明專利]基于正向逼近的單域自組網路由實時發現算法設計

在審

• 申請號: 201710453954.1
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107454648A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 張立達
• 申請（專利權）人: 中富通股份有限公司
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/20;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種Ad Hoc自組網的自適應路由算法。尤其涉及一種基于正向逼近的單域自組網路由實時發現算法設計。

背景技術

近年來，無線移動通信發展迅速，它打破了有線通信方式對應用范圍的局限性，加快了信息技術的飛躍，滿足人們對語言、數據、視頻圖像等通信業務的需求，移動自組織網絡是一種新型的無線傳輸網絡，與傳統的無線網絡完全不同。傳統的無線接入技術中，主要采用點到點或者點到多點的拓撲結構，這種拓撲結構中一般都存在一個中心節點，例如移動通信系統中的基站、802.11無線局域網(WLAN)中的接入點(AP)等等。這種網絡有很大局限性，都涉及到網絡及時展開問題。事實上這些問題都無法依賴現有的網絡，繼續一種動態的、可臨時快速自動組網的新技術出現，此時，作為移動通信的一個重要技術—無線自組網（Ad Hoc）應運而生。

Ad Hoc網絡是一種邏輯意義上的組網方式，既強調在不依賴基礎網絡設施的前提下，由一定范圍內的移動終端動態建立可以互聯的網絡。同時現有的網絡進行分布式處理，由中心節點與各個無線終端通過單跳無線鏈路相連，控制各無線終端對無線網絡的訪問；同時，又通過有線鏈路與有線骨干網相連，提供到骨干網的連接。而無線自組織網絡是一種扁平化的無中心網絡，網絡中沒有邏輯上或物理上的中心節點，所有節點均為對等節點。在這種無線網絡結構中，各網絡節點通過相鄰節點與其他網絡節點以無線多跳方式相連。

在Ad Hoc網絡中，隨著節點的移動，網絡拓撲結構在不斷變化。如何迅速準確地選擇到達節點的路由（即網絡的路由選擇問題），是Ad Hoc網絡中的一個重要核心問題。本算法在Ad Hoc的應用環境下，提出一種自適應的路由算法協議，該算法基于源端到目的端的無線傳輸如果沿著軸線正方向傳輸就能不斷逼近目標的樸素思想原型實現，因為拋棄了傳統路由算法中各中間節點的最短路徑生成、路由表的動態維護、更新以及更新時機問題，使得路由生成效率大大提高以及各節點間因路由更新機制所造成的信道擁堵問題理論上基本消除。

發明內容

本發明的目的在于基于Ad-Hoc網絡環境下創造一種高效、簡單、實現成本低廉的自組網動態自適應路由算法。該算法意圖解決當前自組網通訊中因中間節點發生變化而導致的的路由發現、路由維護難題進而導致自組網通信效果大大降低難題。利用該算法，自組網的實現機制將大大簡化、協議棧內核將大大縮減、占用的運算資源、帶寬資源將大大降低，從而使自組網效率帶來質的提升。首期設計可支持255個節點快速靈活組網。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案來實現：

本發明的一種基于正向逼近的單域自組網路由實時發現算法設計。實現的原理是：通過在單域（single area）內建立帶位置經緯度信息（精確到米）的全節點信息表，以及各節點間點到點的有效路徑表，按需分發到各參與組網節點，在實際通信時，數據發送/轉發端將根據源和目標的實際方向、距離，實時、動態地選擇一條路由，正向最陡直逼近目標點，直至送達目標（本次通信成功）或超出正向傳輸域（本次通信不成功）。該算法雖然需要實時計算、產生路由，但都是雙目簡單運算對系統開銷不大，并且因為拋棄了傳統路由算法中各中間節點的最短路徑生成、路由表的動態維護、更新以及更新時機問題，使得路由生成效率大大提高以及各節點間因路由更新機制所造成的信道擁堵問題理論上基本消除。

所述的最優路由算法選擇問題。指的是若能點到點直達，則直接選擇該路徑；否則，將根據路徑總方向，選擇與該方向角度最接近的但未超出正向傳輸范圍的下一跳，使路由向最近方向快速逼近、收斂。當數據送達下一跳，更新雙方有效路徑表的權值，并自動啟動下一跳；當數據送達下一跳不成功時，更新發送方有效路徑表的權值并更新全節點信息表中下一跳的可信度（權值）以作為下一次路徑選擇依據。

所述的單域（single area）自組網概念技術。指自組網的拓撲完全由選定的單一自組網設備封閉式自組實現，對其它設備及路由算法具有排他性，通過在單域（single area）內建立帶位置經緯度信息（精確到米）的全節點信息表，以及各節點間點到點的有效路徑表，按需分發到各參與組網節點，在實際通信時，數據發送/轉發端將根據源和目標的實際方向、距離，實時、動態地選擇一條路由，正向最陡直逼近目標點，直至送達目標（本次通信成功）或超出正向傳輸域（本次通信不成功）。

所述的自組網全節點表。須自帶節點的位置信息，精確到米，以此計算路徑總方向及逼近角度。可通過對各節點自帶的GPS/北斗定位模塊采集實現。