一种应用于无线Mesh网中的位置辅助路由方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于无线Mesh网中的位置辅助路由方法，包括如下步骤：无线Mesh网络中的分布式节点获取本节点的位置信息，以广播的形式将自己的位置信息传递给网内其它节点；网内每个节点以哈希链表的形式维护一个Mac地址与位置信息的映射表L-Mac；源节点发起路由之前首先根据L-Mac里位置信息、自己的移动速度和移动方向计算圆形搜索域；中间节点收到路由请求帧时，先判断自己是否在请求域内，若是，则转发，若不是，则丢弃；目的节点收到请求帧后，选择移动速度域累加值较低的路径发送路由响应帧给源节点；源节点收到响应帧后开始发送数据包。本发明专利技术充分利用了位置信息，较之以前的路由方法时延更小、占用资源也更少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及到无线自组织网的路由协议研究，具体设及到一种应用于无线Mesh 网中的位置辅助路由协议LAWMP(LocationAidedWirelessMeshProtocol)。
技术介绍
无线Mesh网络是一种由Adhoc网络延伸而来的相对较新的技术，W其能够快速 部署成本较低的网络、易于覆盖有线网络难W覆盖的范围、自治愈、易还原、可扩展、大范围 多跳转发等优点，成为近些年来研究的热点。它利用多跳无线网状结构为移动用户提供宽 带接入，是WLAN与移动Adhoc网络的结合。与WLAN相比，它有多跳转发、站点间对等通信 的优点；与Adhoc相比，它拥有相对固定且电源充足的主干路由器，所W耗能问题考虑较 少。 2006年2月，由全球各大通信公司和研究所组成的SEE-Mesh和Wi-Mesh任务 小组TGs联合提出802. 11s草案及其参考体系结构，2011年7月，该草案成为正式标 准。I邸E802. 11s标准是在IE邸802. 11WLAN基础上发展而来的增补协议，协议中PHY层 协议未做改变，主要增改了MAC协议和路由协议，而其默认的路由协议是混合路由协议 HWMP(HybridWirelessMeshProtocol)。 混合路由协议HWMP结合了按需路由协议俯1Demand-化ivenrouting)的灵活性 和表驱动路由协议（t油le-化ivenrouting)速度快的特点，更适用于无线Mesh网络架构。 无线Mesh网络中设置了根节点，W作为网关节点连通其它网络。HWMP中的两种模式就是 建立在有无根节点的判断下；若无根节点，采取按需模式，选择RM-A0DV(Radio-MetricAd hocOn-demandDistanceVectorRouting)路由算法，采取PREQ广播的机制查询节点MP 到节点ROOT的路径；若有根节点，则选择按需路由和到根节点的先验式路由结合的方式， 采取利用先验信息的RAW^根通告帖获取路径。 随着GPS的普及，位置信息成为路由过程中的一个强有利的辅助因素。但受环境 和成本的限制，并不是所有地方都能收到GI^S信号，该又使得基于位置的路由协议束之高 阁。然而，随着研究的深入，自主定位技术得到了迅猛的发展。借助来自邻居节点的已知位 置信息和测量而来的接收信号强度RSSUReceivedSi即alStrengthIndication)、信号 到达的时间TOA(TimeofArrival)、到达时间差TDOA(TimeDifferenceofArrival)或 者波达方向DOA值irectionofArrival),可W计算出不能收到GF*S信号的本节点位置信 息。自主定位算法与GI^S定位技术相辅相成，使得节点位置的获得成为一种普遍的可能，因 而促进了位置辅助的路由协议的发展。典型的基于位置路由协议有LAR(LocationAidedRouting)、GPSR(Greedy PerimeterStatelessRouting)和GeoCast(GeographicAddressingandRouting)。LAR 的设计目的主要是为了限制参与寻址的节点数目，从而降低网络负载；GPSR的设计目的主 要是为了实现无状态路由，从而增强网络的扩展性。而GeoCast协议的设计是为了提供网 络协议与地理位置的结合，地理位置在协议中所起的作用类似于IP地址。 在无线Mesh网中节点移动性不大，位置信息变化不频繁。因此，路由过程中加入 位置信息，可W大大减少路由洪泛广播，减少数据包发送时延和抖动，极大的提高路由效 率。若同时可W获得节点移动速度和方向，就可W降低路由寻路迂回，减少路由跳数，极大 地提局路由效率，减少资源占用率。 综上所述，需要。
技术实现思路
[000引技术问题：本专利技术的目的是提供一种减少了资源的占用，削弱了移动速度较大的 节点对路径选择的影响，大大提高了路由效率的应用于无线Mesh网中的位置辅助路由方 法。 技术方案；本专利技术的应用于无线Mesh网中的位置辅助路由方法，包括如下步骤： 1)无线Mesh网络中的分布式节点从GPS或在GPS的辅助下W自主定位的方法获 取本节点的位置信息； 2)分布式节点W发送位置广播帖的形式周期性的将自己的位置信息传递给网内 其它节点，所述位置广播帖包括位置广播帖标志位、本节点Mac地址、位置坐标、移动速度、 方向W及判断该帖是否过期的序列号； 3)网内每个节点W哈希链表的形式维护一个全网的Mac地址与位置信息的映射 表L-Mac，当本节点收到网内某个节点的位置广播帖的序列号比自己维护的L-Mac中该节 点的序列号更大时，更新本节点维护的L-Mac中该节点的Mac地址与位置信息的记录； 4)源节点首先从映射表L-Mac中读出自己的位置信息、移动方向、移动速度大小 W及目的节点的位置信息，再W源节点到目的节点之间的距离为直径设置圆形捜索域，然 后W广播的形式发送路由请求帖； 5)中间节点收到路由请求帖时，先判断自己是否在所述圆形捜索域内，若是，则转 发，并将自己的速度值累加入路由请求帖的速度域，否则丢弃该路由请求帖； 6)目的节点收到路由请求帖后，选择其中速度域值最小的路径，即中间节点移动 最少的路径发送路由响应帖到源节点； 7)源节点收到路由响应帖后，开始发送数据包。 进一步地，步骤2)中分布式节点发送的位置广播帖为Beacon帖，同时W序列号 的大小判断该帖是否过期，每次广播前将序列号加1，W使序列号最大的广播帖为最新广播 帖，所述Mac地址和序列号唯一标识一次位置广播帖的发送。 进一步地，所述步骤3)中，若节点收到的位置广播帖中的序列号大于原映射表 L-Mac中维护的该节点的序列号，则将该节点的记录更新。 进一步地，所述步骤4)中，源节点读取位置信息的方法为；若源节点S要发信息给 目的节点T，则先根据目的节点T的Mac地址算出化sh链表的key值，再根据其指示的存储 地址，找到目的节点T对应的地址坐标； 所述步骤4)中，圆形捜索域按照如下方法确定： (1)若该节点静止或者运动速度V的方向与源节点到目的节点向量5T同向，则该 圆形寻找域根据W下解析式确定：(2)若该节点运动速度V的方向与源节点到目的节点向量5T反向，夹角为0，速 度的获取间隔为t。，则圆形寻找域的直径扩大r"=八。，该圆形寻找域根据W下解析式确 定：[002引其中，源节点S坐标为（X,，y,)，目的节点T坐标为（X。yt)。 有益效果；本专利技术的路由方法LAWMP与现有技术相比，具有W下优点： 本专利技术方法是在原HWMP的基础上加入位置信息，路由过程中充分利用源节点和 目的节点的位置信息建立圆形捜索域，同时捜索域的范围随着源节点移动速度方向向量和 源节点到目的节点的方向向量的夹角做动态改变。该样做既缩小了广播帖的洪泛范围，又 确保节点有路可选。有益效果是减少了路径不必要的迂回，减少了资源的占用。同时路由 请求帖中加入速度域，将该路径经过的节点速度值累加，传递给目标节点，W便目标节点选 择长时链路发送响应帖，该样做削弱了移动速度较大的节点对路径选择的影响，大大提高 了路由效率。该路由方法加入了当下最热口的定位技术，同时考虑到节点的移动性带来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于无线Mesh网中的位置辅助路由方法，其特征在于，包括如下步骤：1)无线Mesh网络中的分布式节点从GPS或在GPS的辅助下以自主定位的方法获取本节点的位置信息；2)分布式节点以发送位置广播帧的形式周期性的将自己的位置信息传递给网内其它节点，所述位置广播帧包括位置广播帧标志位、本节点Mac地址、位置坐标、移动速度、方向以及判断该帧是否过期的序列号；3)网内每个节点以哈希链表的形式维护一个全网的Mac地址与位置信息的映射表L‑Mac，当本节点收到网内某个节点的位置广播帧的序列号比自己维护的L‑Mac中该节点的序列号更大时，更新本节点维护的L‑Mac中该节点的Mac地址与位置信息的记录；4)源节点首先从映射表L‑Mac中读出自己的位置信息、移动方向、移动速度大小以及目的节点的位置信息，再以源节点到目的节点之间的距离为直径设置圆形搜索域，然后以广播的形式发送路由请求帧；5)中间节点收到路由请求帧时，先判断自己是否在所述圆形搜索域内，若是，则转发，并将自己的速度值累加入路由请求帧的速度域，否则丢弃该路由请求帧；6)目的节点收到路由请求帧后，选择其中速度域值最小的路径，即中间节点移动最少的路径发送路由响应帧到源节点；7)源节点收到路由响应帧后，开始发送数据包。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王捷，陈灿，李磊，粟勇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32