一种应用于无线自组织网络的分层级路由方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于无线自组织网络的分层路由方法，该方法利用了分级技术将自组织无线网络划分为若干子区域，一个区域代表一个层级。在划分的若干层级内确定唯一的层级首节点，所有的层级首节点组成主干路由网络，每个层级内的非层级首节点组成分支路由网络。各个层级首节点负责路由表的初始化、更新、简化等相关工作，并选出一条用于通信的路由，从而基于此进行数据通信。该方法所描述的路由方法简单易行，网络可靠性高，终端信息和路由信息储存在层级首的路由表中，路由存储效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，尤其涉及一种应用于无线自组织网络的分层级路由方法。
技术介绍
无线自组织网络是一些移动终端的集合，具有自组织、无架构的特点。无线自组织网络并不存在集中式控制网络中心，来对基站所覆盖区域内的所有终端进行通信，而是由各个终端之间相互组建网络来进行通信。自组织和无架构的特性，使得无线自组织网络能自动适应具体的应用，只要有可用的网络节点，就可以组成网络。因为不需要网络建设和运营的大规模投资，所以尤其适用于低成本的商用系统和军事系统。无线自组织网络的覆盖范围一般比较大，需要依靠多个终端来转发消息。由于没有集中的网络控制，且每次转发时消息的丢失量不可控，使得通信过程中消息的完整度很难得到保证。然而，传统的距离矢量算法，基本上是为了有线网络设计的，没有考虑到无线自组织网络的结构特点。现有的距离矢量路由方法通过路由器与相邻的路由器交换路由表的技术，解决了路由表的更新效率低下问题，但是单个路由器的路由表，需要存储网络中所有终端的路由信息，在大型网络中，由于路由器内存有限，会丢失某些终端的路由信息，造成路由失败与网络阻塞，最后导致整个网络的吞吐量低下。因此需要一种适用于无线自组织网络的路由方法。
技术实现思路
本专利技术提出了一种应用于无线自组织网络的分层级路由方法，解决了无线自组织网络使用传统算法时路由表的更新效率低下问题，有效提高通信效率。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种应用于无线自组织网络的分层级路由方法，包括以下步骤：步骤一：自组织网络节点划分层级；步骤二：确定层级首节点；步骤三：更新路由表；步骤四：简化路由表并基于路由进行通信。进一步根据所述分层级路由方法，步骤一中自组织网络节点划分层级，在所有自组织网络节点部署区域划分多个半径r相同的正六边形，每个正六边形区域为一个层级，层级表示若干移动终端的集合，每个区域半径的选取根据网络中所有节点辐射功率的有效覆盖半径R确定，R≥2r；划分层级后，自组织网络所有的节点均属于各自所在的层级。进一步根据所述分层级路由方法，步骤二中确定层级首节点，每一个层级只有一个层级首节点，该层级首节点拥有在无线自组织网络中唯一的标识，称为该层级首节点的层级首节点标识；所有的层级首节点组成主干路由网络，相邻两个层级的首节点之间建立一跳范围通信；一个层级内，层级首节点与非层级首节点之间可建立一跳范围通信；每个层级内的非层级首节点组成分支路由网络，非层级首节点进行数据通信，则必须通过层级首节点的路由转发完成；所述分层级路由方法，应用于节点位置相对固定或者节点位置移动但安装定位系统的自组织网络中，在节点位置固定的自组织网络中，每个节点的位置、r、R已知，所有节点所属的层级已知；在节点位置移动但安装定位系统的自组织网络中，节点位置变化时，对节点所属的网络层级重新划分，每个节点所属的层级根据节点位置、r和R来确定，节点位置移动后，节点向周围节点广播自己的信息，包括位置、ID、电量，来确定层级首节点；所述层级首节点满足：(1)若位于层级内的所有节点都是电池供电的，则选取位于层级内的电池余量最高的节点为层级首节点，若存在多个节点的电池余量最多，则在该多个节点之中选取最靠近所在层级中心的节点为层级首节点；(2)若位于层级内的某节点直接与电力输送线相连，则选取该节点作为层级首节点，若存在多个节点直接与电力输送线相连，则在该多个节点中，选取最靠近所在层级中心的节点为层级首节点。进一步根据所述分层级路由方法，步骤三中更新路由表，层级首节点初始路由表中包括目的节点的标识、目的节点所在层级的层级首节点的标识、下一跳，每个层级首节点都有该路由表，路由表的表项初始化设置为空，所述目的节点的标识即接收数据节点B的标识，所述目的节点所在层级的层级首节点的标识为接收数据节点B所在层级的层级首节点的标识；无线自组织网络中的任一节点A要与无线自组织网络中A以外的节点B进行数据通信，节点A向节点B发送泛洪请求信令，所述泛洪请求信令包括源节点A的标识、源节点A所在层级的层级首节点标识、目的节点B的标识、目的节点B所在层级的层级首节点的标识和跳数，所述跳数初始化设置为0，所述泛洪请求信令每转发一次跳加1；节点B收到泛洪请求信令后，向节点A发送一个响应信令，该响应信令包括目的节点A的标识、目的节点A所在层级的层级首节点标识、最小跳数、跳数，跳数初始化设置为0，所述响应信令每转发一次跳数加1，节点A收到响应信令后，开始向节点B发送数据包；发送数据节点A向接收数据节点B发送数据，具体节点A有两种情况：情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，情况(2)发送数据节点A是层级首节点。进一步根据所述分层级路由方法，步骤三更新路由表中所述情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，发送数据节点A向所在层级的层级首节点H1发送一个泛洪请求信令，层级首节点H1收到泛洪请求信令后，将泛洪请求信令中的跳数加1，更新路由表，路由表包括目的节点标识为发送数据节点A的标识、目的节点所在层级的层级首节点H1的标识、下一跳为发送数据节点A标识，又分以下情况：(1-1)发送数据节点A和接收数据节点B在一个层级内；(1-2)发送数据节点A和接收数据节点B不在一个层级内。进一步根据所述分层级路由方法，步骤三更新路由表中所述情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，所述(1-1)发送数据节点A和接收数据节点B在一个层级内，若H1是接收数据节点B，则H1向发送数据节点A发送响应信令，其中跳数初始化设置为0，发送数据节点A收到响应信令，路由表更新完毕；若H1不是接收数据节点B，则将泛洪请求信令转发给接收数据节点B，并根据泛洪请求信令更新路由表，路由表包括目的节点的标识、目的节点所在层级的层级首节点的标识、下一跳为接收数据节点B的标识；接收数据节点B收到泛洪请求信令后，将泛洪请求信令中的跳数加1，并给所在层级的层级首节点发送一个响应信令，其中最小跳数为泛洪请求包中跳数的最小值，跳数初始化设置为0，接收数据节点B所在层级的层级首节点收到响应信令后将跳数加1，并将响应信令发送给发送数据节点A，发送数据节点A收到响应信令，路由表更新完毕。进一步根据所述分层级路由方法，步骤三更新路由表中所述情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，所述(1-2)发送数据节点A和接收数据节点B不在一个层级内，则层级首节点H1根据泛洪请求信令更新路由表，并向相邻的且距离仅为一跳的6个层级首节点H2、H3、…、H7转发泛洪请求信令，下一跳为空；层级首节点H2、H3、…、H7收到泛洪请求信令后，将泛洪请求信令中的跳数加1，并判断接收数据节点B是否在自己管理的层级内：若接收数据节点B位于与首节点H1管理的层级相邻的首节点Hv内，v＝2、3、4、5、6、7，层级首节点Hv收到泛洪请求信令后，判断自己是否为接收数据节点B，若Hv是接收数据节点B，则Hv向发送数据节点A发送响应信令，跳数初始化设置为0，发送数据节点A收到响应信令，路由表更新完毕；若Hv不是接收数据节点B，则Hv将泛洪请求信令转发给接收数据节点B，并根据泛洪请求信令更新路由表，更新路由表包括目的节点的标识、目的节点所在层级的层级首节点的标识、下一跳为接收数据节点B的标识，接收数据节点B收到泛洪请求信令后，将泛洪请求信令中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于无线自组织网络的分层级路由方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：自组织网络节点划分层级；步骤二：确定层级首节点；步骤三：更新路由表；步骤四：简化路由表并基于路由进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种应用于无线自组织网络的分层级路由方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：自组织网络节点划分层级；步骤二：确定层级首节点；步骤三：更新路由表；步骤四：简化路由表并基于路由进行通信。2.根据权利要求1所述分层级路由方法，其特征在于，步骤一中自组织网络节点划分层级，在所有自组织网络节点部署区域划分多个半径r相同的正六边形，每个正六边形区域为一个层级，层级表示若干移动终端的集合，每个区域半径的选取根据网络中所有节点辐射功率的有效覆盖半径R确定，R≥2r；划分层级后，自组织网络所有的节点均属于各自所在的层级。3.根据权利要求1或2所述分层级路由方法，其特征在于，步骤二中确定层级首节点，每一个层级只有一个层级首节点，该层级首节点拥有在无线自组织网络中唯一的标识，称为该层级首节点的层级首节点标识；所有的层级首节点组成主干路由网络，相邻两个层级的首节点之间建立一跳范围通信；一个层级内，层级首节点与非层级首节点之间可建立一跳范围通信；每个层级内的非层级首节点组成分支路由网络，非层级首节点进行数据通信，则必须通过层级首节点的路由转发完成；所述分层级路由方法，应用于节点位置相对固定或者节点位置移动但安装定位系统的自组织网络中，在节点位置固定的自组织网络中，每个节点的位置、r、R已知，所有节点所属的层级已知；在节点位置移动但安装定位系统的自组织网络中，节点位置变化时，对节点所属的网络层级重新划分，每个节点所属的层级根据节点位置、r和R来确定，节点位置移动后，节点向周围节点广播自己的信息，包括位置、ID、电量，来确定层级首节点；所述层级首节点满足：(1)若位于层级内的所有节点都是电池供电的，则选取位于层级内的电池余量最高的节点为层级首节点，若存在多个节点的电池余量最多，则在该多个节点之中选取最靠近所在层级中心的节点为层级首节点；(2)若位于层级内的某节点直接与电力输送线相连，则选取该节点作为层级首节点，若存在多个节点直接与电力输送线相连，则在该多个节点中，选取最靠近所在层级中心的节点为层级首节点。4.根据权利要求1-3任一项所述分层级路由方法，其特征在于，步骤三中更新路由表，层级首节点初始路由表中包括目的节点的标识、目的节点所在层级的层级首节点的标识、下一跳，每个层级首节点都有该路由表，路由表的表项初始化设置为空，所述目的节点的标识即接收数据节点B的标识，所述目的节点所在层级的层级首节点的标识为接收数据节点B所在层级的层级首节点的标识；无线自组织网络中的任一节点A要与无线自组织网络中A以外的节点B进行数据通信，节点A向节点B发送泛洪请求信令，所述泛洪请求信令包括源节点A的标识、源节点A所在层级的层级首节点标识、目的节点B的标识、目的节点B所在层级的层级首节点的标识、跳数，所述跳数初始化设置为0，所述泛洪请求信令每转发一次跳加1；节点B收到泛洪请求信令后，向节点A发送一个响应信令，该响应信令包括目的节点A的标识、目的节点A所在层级的层级首节点标识、最小跳数、跳数，跳数初始化设置为0，所述响应信令每转发一次跳数加1，节点A收到响应信令后，开始向节点B发送数据包；发送数据节点A向接收数据节点B发送数据，具体节点A有两种情况：情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，情况(2)发送数据节点A是层级首节点。5.根据权利要求1-4任一项所述分层级路由方法，其特征在于，步骤三更新路由表中所述情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，发送数据节点A向所在层级的层级首节点H1发送一个泛洪请求信令，层级首节点H1收到泛洪请求信令后，将泛洪请求信令中的跳数加1，更新路由表，路由表包括目的节点标识为发送数据节点A的标识、目的节点所在层级的层级首节点H1的标识、下一跳为发送数据节点A标识，又分以下情况：(1-1)发送数据节点A和接收数据节点B在一个层级内；(1-2)发送数据节点A和接收数据节点B不在一个层级内。6.根据权利要求1-5任一项所述分层级路由方法，其特征在于，步骤三更新路由表中所述情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，所述(1-1)发送数据节点A和接收数据节点B在一个层级内，若H1是接收数据节点B，则H1向发送数据节点A发送响应信令，其中跳数初始化设置为0，发送数据节点A收到响应信令，路由表更新完毕；若H1不是接收数据节点B，则将泛洪请求信令转发给接收数据节点B，并根据泛洪请求信令更新路由表，路由表包括目的节点的标识、目的节点所在层级的层级首节点的标识、下一跳为接收数据节点B的标识；接收数据节点B收到泛洪请求信令后，将泛洪请求信令中的跳数加1，并给所在层级的层级首节点发送一个响应信令，其中最小跳数为泛洪请求包中跳数的最小值，跳数初始化设置为0，接收数据节点B所在层级的层级首节点收到响应信令后将跳数加1，并将响应信令发送给发送数据节点A，发送数据节点A收到响应信令，路由表更新完毕。7.根据权利要求1-6任一项所述分层级路由方法，其特征在于，步骤三更新路由表中所述情况(1)发送数据节点A不是层级首节点，所述(1-2)发送数据节点A和接收数据节点B不在一个层级内，则层级首节点H1根据泛洪请求信令更新路由表，并向相邻的且距离仅为一跳的6个层级首节点H2、H3、…、H7转发泛洪请求信令，下一跳为空；层级首节点H2、H3、…、H7收到泛洪请求信令后，将泛洪请求信令中的跳数加1，并判断接收数据节点B是否在自己管理的层级内：若接收数据节点B位于与首节点H1管理的层级相邻的首节点Hv内，v＝2、3、4、5、6、7，层级首节点Hv收到泛洪请求信令后，判断自己是否为接收数据节点B，若Hv是接收数据节点B，则Hv向发送数据节点A发送响应信令，跳数初始化设置为0，发送数据节点A收到响应信令，路由表更新完毕；若Hv不是接收数据节点B，则Hv将泛洪请求信令转发给接收数据节点B，并根据泛洪请求信...

【专利技术属性】
技术研发人员：章恒欣，罗亦寒，刘涛，刘宇鹏，刘轩，
申请(专利权)人：陕西尚品信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61