[發(fā)明專利]基于LoRa的無中心自組織網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710557300.3
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107396418A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉乃安;陳方亭
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.一種基于LoRa的無中心自組織網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法，包括：

(1)在mac層發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送三種消息幀，即域定時(shí)器幀、鏈路狀態(tài)幀和數(shù)據(jù)幀；

(2)在mac層接收節(jié)點(diǎn)接收消息幀，并判斷幀類型，若接收的為定時(shí)器幀，則執(zhí)行步驟(2a),若接收的為鏈路狀態(tài)幀，則執(zhí)行步驟(2b)，若接收的為數(shù)據(jù)幀，則執(zhí)行步驟(2c)；

2a)對域定時(shí)器幀進(jìn)行如下處理：

2a1)從域定時(shí)器幀中獲取當(dāng)前“域級”的信息；

2a2)檢查鄰居節(jié)點(diǎn)表是否存在過期的鄰居節(jié)點(diǎn)，若有，刪除過期鄰居節(jié)點(diǎn)，并采用迪杰斯特拉Dijkstra算法計(jì)算最短路徑，更新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表中的鄰居節(jié)點(diǎn)信息，并將需發(fā)送標(biāo)志設(shè)為真，再執(zhí)行(2a3)；否則，直接執(zhí)行步驟(2a3)；

2a3)判斷拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表中的節(jié)點(diǎn)是否位于該域級內(nèi)，將“域級”內(nèi)節(jié)點(diǎn)的鏈路狀態(tài)信息插入鏈路狀態(tài)幀中，并將鏈路狀態(tài)幀廣播給鄰居節(jié)點(diǎn)；

2a4)待所有需要發(fā)送的鏈路狀態(tài)信息都處理完后，再預(yù)約下一次“域級”定時(shí)器，執(zhí)行步驟(3)；

2b)對鏈路狀態(tài)幀進(jìn)行如下處理：

2b1)查看本地鄰居節(jié)點(diǎn)表中的鄰居節(jié)點(diǎn)信息項(xiàng)，判斷該表內(nèi)是否已有鏈路狀態(tài)幀中發(fā)送節(jié)點(diǎn)的地址信息，若沒有，則表明發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的鄰居節(jié)點(diǎn)，將該節(jié)點(diǎn)插入到鄰居節(jié)點(diǎn)表中，執(zhí)行步驟(2b2)；否則，更新該節(jié)點(diǎn)的時(shí)間戳，執(zhí)行步驟(2b2)；

2b2)查看本地拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表中的鏈路狀態(tài)信息項(xiàng)，判斷該表內(nèi)是否已有鏈路狀態(tài)幀中目的節(jié)點(diǎn)的地址信息，若沒有，則表明發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的目的節(jié)點(diǎn)，增加拓?fù)涔?jié)點(diǎn)項(xiàng)，將該節(jié)點(diǎn)的鏈路狀態(tài)信息插入到拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表中，并將需發(fā)送標(biāo)志項(xiàng)設(shè)為“真”，執(zhí)行步驟(2b5)；否則，執(zhí)行步驟(2b3)；

2b3)判斷鏈路狀態(tài)幀中該節(jié)點(diǎn)的序列號是否等于表中該節(jié)點(diǎn)的序列號，若是，執(zhí)行步驟(2b5)，否則，執(zhí)行步驟(2b4)；

2b4)判斷鏈路狀態(tài)信息是否發(fā)生變化，若是，則更新鏈路狀態(tài)信息，并將需發(fā)送標(biāo)志項(xiàng)設(shè)為“真”，執(zhí)行步驟(2b5)；否則，僅更新序列號和建立時(shí)間信息，并將需發(fā)送標(biāo)志項(xiàng)設(shè)為“真”，執(zhí)行步驟(2b5)；

2b5)當(dāng)鄰居節(jié)點(diǎn)表和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表發(fā)生變化，即需發(fā)送標(biāo)志項(xiàng)為“真”時(shí)，采用迪杰斯特拉Dijkstra算法計(jì)算最短路徑，并同時(shí)更新路由表的相關(guān)項(xiàng)信息；

2c)對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行如下處理：

2c1)判斷數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)目的ID是否是自己的ID，若是，則接收數(shù)據(jù)，不再轉(zhuǎn)發(fā)；否則，執(zhí)行步驟(2c2)；

2c2)判斷數(shù)據(jù)幀中的物理目的ID是否是自己的ID，若是，則從本地路由表中查詢到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的下一跳地址，以該地址替代數(shù)據(jù)幀中的物理目的ID，并將該數(shù)據(jù)幀廣播出去；否則，丟棄該數(shù)據(jù)幀。

(3)各節(jié)點(diǎn)用軟狀態(tài)方法探測鏈路是否崩潰：如果在時(shí)間間隔之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)還沒有從鄰居節(jié)點(diǎn)那里接收到鏈路狀態(tài)消息，則認(rèn)為該鏈路崩潰，并從鄰居列表中刪除該鄰居節(jié)點(diǎn)，同時(shí)從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表中刪除該鄰居節(jié)點(diǎn)的鏈路狀態(tài)記錄；否則，不進(jìn)行處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中域定時(shí)器幀和鏈路狀態(tài)幀的發(fā)送，均采用定期發(fā)送方式，即根據(jù)拓?fù)浔碇懈鬣従庸?jié)點(diǎn)距離本節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，使用不同的時(shí)間間隔分發(fā)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中數(shù)據(jù)幀的發(fā)送，采用上層驅(qū)動的按需發(fā)送方式進(jìn)行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中域定時(shí)器幀的幀格式，采用自定義的幀格式，包括幀頭標(biāo)志、域定時(shí)器幀類型、幀序列號、物理源ID、物理目的ID、域定時(shí)器信息、數(shù)據(jù)源ID和數(shù)據(jù)目的ID。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中鏈路狀態(tài)幀的幀格式，采用自定義的幀格式，包括幀頭標(biāo)志、鏈路狀態(tài)幀類型、幀序列號、物理源ID、物理目的ID、鏈路狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)源ID和數(shù)據(jù)目的ID。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中數(shù)據(jù)幀的幀格式，采用自定義的幀格式，包括幀頭標(biāo)志、數(shù)據(jù)幀類型、幀序列號、物理源ID、物理目的ID、用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)信息、數(shù)據(jù)源ID和數(shù)據(jù)目的ID。