数据路由方法、构成网络节点的设备及包含该设备的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种对数据进行路由的方法，所述数据在第一时间窗期间由阵列的节点构成设备(Ci)接收，所述阵列具有多个能够经由无线通信信道进行通信的节点。根据本发明专利技术，所述方法被设计用于从与所述第一时间窗连续的第二时间窗的一组预定时隙中选择一个时隙，在所述第一时间窗结尾和所选择时隙之间监视所述通信信道以检测所述信道上是否存在信号，在检测到不存在信号的情况下从所选择的时隙的一点起广播所述数据，以及在检测到存在信号的情况下不广播数据。本发明专利技术还涉及一种实施所述路由方法的节点构成设备(Ci)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据路由方法、构成网络节点的设备及包含该设备的系统
本专利技术涉及无线通信网络领域，更具体地，涉及用于没有基础设施的无线通信网络的多跳路由协议。
技术介绍
以已知的方式，没有基础设施的网络，也被称作“自组织”网络，是由节点(例如传感器)组成的网络，它通过点对点连接而没有任何中央控制。在多跳路由协议中，不能直接到达目的节点(例如因为距离或者资源限制)的源节点利用中间节点来传递消息。因此，源节点通过无线链路，例如无线电链路，来广播消息。该消息被源节点通信范围内的至少一个节点接收，它被称作相邻节点，并转而向它的至少一个相邻节点传送消息，以此类推，直至到达最后的目的地。节点仅与它们的直接邻居相互作用。它们并不知道网络的整体拓扑结构。协议在两个阶段上运行。在第一阶段，计算路径。然后，在第二阶段，在计算出的路径上传输数据包。路径被周期性地重新计算，以考虑网络拓扑结构中可能的变化。例如在IvanStojmenovic发表于IEEECommunicationsMagazine上的题为“Positionbasedroutinginadhocnetworks”的文章中所描述的“贪婪转发”路由协议，就是一个多跳路由协议的示例。在该路由协议中，路径通过增量构造法来计算。由节点基于相邻节点提供的信息所计算出的度量使得随后的节点能够被选择。更确切地，贪婪转发路由协议使用两种类型的信息包：HELLO和DATA。HELLO包是信令消息。DATA包用于传输数据。网络中的每个节点知道其自身的区域位置以及最终目的地的位置。每个节点通过周期性地发送HELLO包与其直接相邻的节点交换它的位置信息。这样，每个节点知道它邻居的位置。有数据要传送的节点利用从它的邻居处接收的位置数据来选择最靠近最终目的地的相邻节点，并在一个或多个DATA包中将数据传送至所选择的这个节点。尤其在延迟、输出率和功率消耗方面，所述协议提供了很好的性能。然而，它对用于计算度量的信息的篡改非常敏感。例如，由恶意节点传送的HELLO包可能包含错误的位置信息，例如靠近最终目的地。以这样的信息为基础，恶意节点因而总是从与寻求确定下一节点的节点相邻的节点中被选择出来。所述节点然后总是将需要传送的那些DATA包传送至恶意节点，但恶意节点并不将这些DATA包传递至下一节点。因而单个的恶意邻居就足以从一个节点吸引所有流量以使得源节点和目的节点之间的连接完全断开。因此需要有这样的路由协议，它很简单，能强有力地对抗通过侵犯干扰网络运行的企图，并且能耗小。
技术实现思路
本专利技术寻求改善这种情况。为此目的，本专利技术提供一种对数据进行路由的方法，该数据在第一时间窗期间由第一设备广播并由第二设备接收，所述第一和第二设备分别构成多节点网络的节点，其适用于在无线通信信道上进行通信，所述方法的特征在于它包含由第二节点构成设备实现的下列步骤：·从与所述第一时间窗连续的第二时间窗的一组预定时隙中选择一个时隙；·在所述第一时间窗的结尾和所选择的时隙之间监视所述信道，以检测所述信道上是否存在信号；·如果检测到不存在信号，则从所选择的时隙的一个时刻起广播所述数据；以及·如果检测到存在信号，则不进行广播。通过广播的路由使得可能获得强有力对抗侵犯的路由。监视步骤用于检测无线电链路上信号的存在。信号存在意味着考虑中的节点的通信范围内的节点有广播活动。检测到存在信号的节点推断该信号可能对应于另一节点正在广播的数据而不广播该数据。相反，如果它没有检测到任何活动，就会广播它已接收的数据。激活节点处的数据传送需要消耗能量。不广播该数据使得能量得到节省。借助这个方法，由节点传送的数据的数量整体减少，因而使得可能减少所述节点的能耗。广播方法及使得被传送的消息数量能够减少的机制的使用用于提供一种节约能量，同时还简单、可靠且强有力的方法。根据所述路由方法的特征，通过随机抽取标识所述时隙的值来选择时隙，随机抽取通过应用已定义的概率分布来实现。随机抽取用于使得数据传送的时刻不可预测，因而获得有力对抗侵犯的方法。在所述路由方法的具体实施中，第二时间窗包含预定的数量N个预定的连续时隙，作为与第二时间窗的起点相关的所述时隙的位置的函数，阶数与时隙相关联，从N个时隙中选择k+1阶时隙的概率大于或等于选择k阶时隙的概率。该概率分布有利于选择高阶时隙，即远离接收数据的时刻的时隙。在这样的选择中，监视步骤比选择低阶时隙时长。检测活动的概率增加了。需要广播数据的概率因而减少了。这提供了额外的能量节省。在可单独使用或与以上实施结合使用的所述路由方法的另一实施中，作为接收所述数据时代表所接收信号质量的值的函数来确定选择时隙标识值的概率。作为信号质量的函数来确定的概率分布用于作为所接收信号的质量的函数来加权选择时隙的概率。当传送者和接收者节点之间的距离较短时所接收信号的质量优于当所述距离较长时。这个特性在这里用于加权选择不同时隙的概率。例如，加权会有利于选择靠近数据接收时刻的时隙，从而有利于由所述节点广播数据，或者相反，有利于选择远离接收时刻的时隙从而减少节点广播数据的概率。在所述路由方法的具体特征中，基于所述信号的测量值来确定代表信号质量的所述值。当接收数据时，在所接收信号上实现代表所接收信号质量的信号测量值。所述信号测量值用于确定代表每个节点及每个消息接收特定的质量的值。代表所接收信号的值由每个节点确定。在相同时刻接收相同数据的两个节点计算出不同的值。同样，在不同时刻接收相同数据的单个节点计算出不同的值。在所述路由方法的具体实施中，选择标识时隙的值的概率作为代表在接收所述数据期间所接收的信号质量的值、时隙数量和标识时隙的所述值的函数来确定，选择低阶时隙的概率与代表所接收信号质量的所述值成反比。不好的接收信号质量表明传送者节点和接收者节点之间的距离较长。增加选择低阶时隙的概率的加权增加了在监视阶段期间所述节点不接收信号的可能性，从而增加了它广播数据的可能性。那么，数据由较少的中间节点传送并过程快速地传送至其目的地。在所述路由方法的实施中，广播步骤后面是空闲步骤，其间接收功能被停用。由第一节点传送的广播数据被作为第二节点的相邻节点接收。这个第二节点重播该消息。在第二节点的重播期间，因为第一节点在第二节点的通信范围内，它可能接收到重播数据。广播步骤后的空闲状态避免了第一节点接收重播数据。因为节点接收数据比空闲时消耗更多的能量，采用空闲状态提供额外的能量节省。在可单独使用或与上述实施结合使用的另一实施中，无广播步骤包括侦听步骤，其间接收功能被激活。侦听步骤使得没有广播数据的节点确保所述数据已由相邻节点广播。在可单独使用或与上述实施结合使用的实施中，无广播步骤后面是选择最小阶时隙的步骤和广播数据的步骤。在所述过程期间，选择低阶时隙使得所述节点首先预约对介质的访问，并从而广播数据，而与其他节点选择的时隙无关。在恶意实体总是在低阶时隙期间传送信号以阻止其他节点传送信号从而阻塞系统时，这个过程尤其有用。该过程使得所述方法更好地对抗侵犯。根据具体特征，如果在监视步骤期间检测到信号，则所述路由方法包括接收数据的接收步骤和将第一时间窗期间所接收的数据与接收步骤期间所接收的数据比较的比较步骤。在该实施中，检测活动之后，节点转换至接收以确保它接收的数据对应于它先前接收的数据。从而证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对数据(MD)进行路由的方法，该数据在第一时间窗(F1)期间由第一设备(Cj)广播且由第二设备(Ci)接收，第一和第二设备分别构成多节点网络的节点，所述节点适用于在无线通信信道上进行通信，所述方法的特征在于它包含由第二设备实现的下列步骤：·从与所述第一时间窗(F1)连续的第二时间窗(F2)的一组预定时隙中选择(E4)一个时隙(IT)；·在所述第一时间窗结尾(TA)和所选择的时隙之间监视(E6)所述信道，以检测所述信道上是否存在信号；·如果检测到不存在信号，则从所选择的时隙(IT)的一个时刻起广播(E8)所述数据；和·如果检测到存在信号，则不进行广播(E12)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.29 FR 12528651.一种对数据进行路由的方法，该数据在第一时间窗(F1)期间由第一设备(Cj)广播且由第二设备(Ci)接收，第一和第二设备分别构成多节点网络的节点，所述节点适用于在无线通信信道上进行通信，所述方法的特征在于它包含由第二设备实现的下列步骤：·从与所述第一时间窗(F1)连续的第二时间窗(F2)的一组预定时隙中选择(E4)一个时隙(IT)；·在所述第一时间窗结尾(TA)和所选择的时隙之间监视(E6)所述信道，以检测所述信道上是否存在信号，所述信号的存在指示所述数据由另一个相邻的第二设备广播；·如果检测到不存在信号，则从所选择的时隙(IT)的一个时刻起广播(E8)所述数据；和·如果检测到存在信号，则不进行广播(E12)，其中将选择标识时隙的值的概率作为在接收所述数据期间代表所接收信号质量的值、时隙数量以及所述时隙的阶数的函数来确定，其中所述代表所接收信号质量的值定义了概率分布的增长率，其中通过随机抽取用于标识所述时隙的值来选择时隙(IT)，该随机抽取通过应用所定义的概率分布来实现；第二时间窗包含预定数量N个预定的连续时隙。2.如权利要求1所述的路由方法，其中阶数作为时隙相对于第二时间窗起点的位置的函数与时隙相关联，并且从N个时隙中选择k+1阶时隙的概率大于或等于选择k阶时隙的概率。3.如权利要求1所述的路由方法，其中以所述信号的测量值为基础来确定代表信号质量的所述值。4.如权利要求2所述的路由方法，其中选择低阶时隙的概率与代表所接收信号质量的值成反比。5.如权利要求1所述的路由方法，其中广播步骤后面是接收功能被停用的空闲步骤。6.如权利要求1所述的路由方法，其中无广播步骤包括接收功能被激活的侦听...

【专利技术属性】
技术研发人员：A孔图瑞斯，
申请(专利权)人：奥林奇公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR