用于路由分组的方法、多跳无线网络以及用于路由分组的节点技术

一种用于在多跳无线异构网络中路由分组的方法，该多跳无线异构网络包括具有不同计算和能量资源的节点，该方法包括监测网络中的节点的操作的一组参数，其中，操作包括根据指定路由的类型的操作模式(MOP)来向网络的节点路由分组；以及响应于检测到操作的至少一个参数的改变而修改该节点的MOP。向网络广播关于经修改的MOP的信息，并且根据经修改的MOP向节点路由分组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于路由分组的方法、多跳无线网络以及用于路由分组的节点
本专利技术总体涉及在无线网络中路由分组，具体涉及在含有具有异构资源和容量的节点的无线网络中路由分组。
技术介绍
基于无线网络中的节点的资源和容量，无线网络可以被分类为同构或异构网络。在同构无线网络(诸如传统无线传感器网络)中，所有节点具有相同的资源和容量。在另一方面，在异构无线网络(诸如无线机器到机器(M2M)网络)中，节点具有不同的资源和容量。异构无线网络用于包括物联网(IOT)、工业自动化以及智能电网的新兴应用中。异构无线网络中的一些节点具有足够的资源(诸如存储、储存、处理能力、能源以及通信容量)。其他节点具有有限资源和容量。因此，异构网络中的节点的功能可以改变。一些节点可以执行许多功能，而其他节点仅可以执行有限功能。网络节点表示物理装置。一旦制造了物理装置，则改变其资源和容量可能是不实际的。这需要在装置上运行的技术使它们的功能适应装置。路由是构造网络拓扑并在网络中传递分组的网络技术中的一种。凭借同一组节点，不同的路由算法可以形成不同工作的不同网络。一些路由算法构造高效网络，并且一些路由算法构造低效网络。对于同构无线网络设计的传统路由方法不考虑节点中的异构，并且可能不适于具有有限资源的节点，或者浪费更强大节点的资源。例如，如果路由方法被设计并开发为适应较强大的节点，那么该路由方法无法被较不的节点使用，这可能导致节点隔离。如果路由方法基于平均强大节点来设计并开发，那么浪费了较强大节点上的资源，并且较不强大的节点上的资源可能还阻碍这些节点参加网络。例如，自组网按需距离矢量(AODV)路由假定节点具有足够的存储器，并且需要节点针对所接收的每个路线请求和路线响应存储路由信息。节点存储前向路线条目，而且存储反向路由信息。在大规模网络中，AODV需要节点具有较大的存储器容量。由此，传感器节点无法容易地支持基于AODV的路由算法。用于低功率有耗网络的IPv6路由协议(RPL)是由因特网工程任务组(IETF)开发且被公开为标准RFC6550的最新的路由协议。RPL路由协议考虑节点的存储器容量，并且将路由机制分为四个操作模式(MOP)：MOP-0、MOP-1、MOP-2以及MOP-3。关于MOP-0，RPL仅支持从节点到根节点的单向路由，即，向上路由。MOP-1允许双向路由且使用源路由进行向下路由。为了减小存储器容量，MOP-1节点不存储任何其他节点的路由信息。因此，MOP-1被称为非存储模式。MOP-2支持双向路由且使用路由表进行向下路由。MOP-2节点将节点的路线条目存储在子树中。因此，MOP-2被称为存储模式。然而，关于MOP-2，不支持向下多播。MOP-3支持向下多播。因此，MOP-3也被称为存储模式。MOP-2和MOP-3需要节点具有存储路线条目的较大的存储器容量。然而，RPL对于网络中的所有路由器节点仅允许一个MOP，并且不允许路由器节点具有不同的MOP。所有路由器节点必须具有与根节点相同的MOP。如果节点具有与根节点的MOP不同的MOP，那么该节点仅可以为叶节点而无法扩展网络。因此，期望提供基于节点的不同资源和容量来调整其路由功能的资源感知路由方法。
技术实现思路
本专利技术的一些实施方式基于以下认识：在无线多跳网络中，具有不同资源的节点可以具有限定节点使用的路由的类型的不同操作模式。例如，MOP可以限定节点使用双向路由、存储或非存储路由中的一个。本专利技术的一些实施方式基于以下认识：节点可以响应于可用资源的改变更新其MOP，多路广播诸如节点的可用存储、节点的处理能力、用于节点的能量的可用量、节点的通信容量以及至少一个相邻节点的MOP中的一个或组合。还认识到：不同MOP可以以预定方式对应于不同资源，当较多资源可用于节点时，那么可以增加MOP的功能。这样，节点可以向其他节点用信号通知其MOP，作为可用资源的指示。在本专利技术的一些实施方式中，节点考虑如由其他节点的MOP指示的其他节点的资源来执行路由。同样，一些实施方式使用虚拟或代理父节点(actingparent)处理的概念来促进具有不同MOP的节点的合并。例如，在一个实施方式中，当实际上子节点与父节点距离多跳时，具有一个MOP的节点可以向网络中的其他节点用信号通知该节点是不同MOP的相邻子节点的父节点。本专利技术的一些实施方式通过具有包括具有不同MOP的节点的异构网络且响应于节点操作参数的改变修改至少一个节点的MOP来使路由方法适应网络状态的改变。因此，本专利技术的一个实施方式公开了一种用于在多跳无线异构网络中路由分组的方法，该多跳无线异构网络包括具有不同计算和能量资源的节点，该方法包括以下步骤：监测网络中的节点的操作的一组参数，其中，操作包括根据指定路由的类型的操作模式(MOP)来向网络的节点路由分组；响应于检测到操作的至少一个参数的改变修改节点的MOP；向网络广播关于经修改的MOP的信息；以及根据经修改的MOP向节点路由分组，其中，方法的步骤使用节点的处理器来执行。另一个实施方式公开了一种多跳无线网络，该多跳无线网络包括具有不同计算和能量资源的多个节点，其中，节点根据指定路由的类型的不同操作模式(MOP)来操作，其中，网络中的至少一个节点响应于节点的操作的参数的改变修改节点的MOP。又一个实施方式公开了一种用于在异构无线网络中路由分组的节点，该节点包括：电池，该电池用于向节点供给能量；收发器，该收发器用于发送和接收分组；存储器，该存储器用于存储分组的至少一部分；以及处理器，该处理器用于监测电源的能量的可用量以及存储器的可用部分中的一个或组合，并且用于基于能量的可用量和存储器的可用部分的一个或组合确定节点的操作模式(MOP)，该MOP指定分组的路由的类型。附图说明[图1]图1是根据本专利技术的一些实施方式的异构多跳无线网络的示意图。[图2A]图2A是根据本专利技术的一些实施方式的用于在多跳无线异构网络中路由分组的方法的框图。[图2B]图2B是根据本专利技术的一些实施方式的可以参与形成图1的网络的节点的结构的示意图。[图3A]图3A是根据本专利技术的一个实施方式的用于确定和/或修改节点的MOP的方法的框图。[图3B]图3B是根据本专利技术的另一个实施方式的用于确定和/或修改节点的MOP的方法的框图。[图4A]图4A是采用本专利技术的一些实施方式的原理的网络的示例的示意图。[图4B]图4B是根据本专利技术的一些实施方式的用于通过网络传播资源度量的方法的框图。[图4C]图4C是根据本专利技术的一些实施方式的用于使用资源度量来确定路线的方法的框图。[图5]图5是根据本专利技术的一个实施方式的用于资源感知路线发现的方法的框图。[图6]图6是根据本专利技术的一些实施方式的控制分组路由的示例。[图7A]图7A是采用本专利技术的一些实施方式的采用代理父节点的网络的示例的示意图。[图7B]图7B是根据本专利技术的一些实施方式的用于指定定义代理父节点处理的亲子关系的方法的框图。[图7C]图7C是采用本专利技术的一些实施方式的由于代理父节点而引起的图7A的网络的变换的示例的示意图。[图8A]图8A是根据本专利技术的一些实施方式的压缩异构无线网络的路线的示意图。[图8B]图8B是根据本专利技术的一些实施方式的压缩异构无线网络的路线的示意图。[图9A]图9A是本专利技术的一些实施方式的具有异构无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多跳无线异构网络中路由分组的方法，该多跳无线异构网络包括具有不同计算和能量资源的节点，该方法包括以下步骤：监测所述网络中的节点的操作的一组参数，其中，所述操作包括根据指定所述路由的类型的操作模式MOP来向所述网络的所述节点路由分组；响应于检测到所述操作的至少一个参数的改变修改所述节点的所述MOP；向所述网络广播关于经修改的MOP的信息；以及根据所述经修改的MOP向所述节点路由所述分组，其中，所述方法的步骤使用所述节点的处理器来执行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.02 US 14/635,4441.一种用于在多跳无线异构网络中路由分组的方法，该多跳无线异构网络包括具有不同计算和能量资源的节点，该方法包括以下步骤：监测所述网络中的节点的操作的一组参数，其中，所述操作包括根据指定所述路由的类型的操作模式MOP来向所述网络的所述节点路由分组；响应于检测到所述操作的至少一个参数的改变修改所述节点的所述MOP；向所述网络广播关于经修改的MOP的信息；以及根据所述经修改的MOP向所述节点路由所述分组，其中，所述方法的步骤使用所述节点的处理器来执行。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一组参数包括以下各项中的一个或组合：所述节点的可用存储、所述节点的处理能力、用于所述节点的能量的可用量、所述节点的通信容量以及至少一个相邻节点的MOP。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MOP是非存储MOP或存储MOP，其中，根据所述非存储MOP操作的所述节点不存储路由表，并且其中，根据所述存储MOP操作的所述节点存储所述路由表和指定用于所述网络的至少一部分的亲子对的亲子表。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分组是控制分组。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述分组包括目的地通告对象DAO分组，其中，所述节点的所述MOP是所述存储MOP，并且其中，所述节点将所述节点的父节点的标识包括到所述DAO中。6.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括以下步骤：接收由后代节点发出的所述控制分组，其中，所述后代节点不是所述节点的直接子节点；将所述后代节点的亲子对添加在所述控制分组中，该亲子对指定所述后代节点是所述节点的所述直接子节点；以及向所述节点的祖先发送所述控制分组。7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述节点的所述MOP是所述存储MOP，并且所述节点的父节点的MOP是所述非存储MOP，该方法还包括以下步骤：接收由后代节点发出的所述控制分组，其中，所述后代节点不是所述节点的直接子节点；检验所述控制分组是否不包括用于所述后代节点的亲子对；如果所述亲子对不在所述控制分组中，则将所述后代节点的所述亲子对添加在所述控制分组中，该亲子对指定所述后代节点是所述节点的所述直接子节点；以及向所述节点的祖先发送所述控制分组。8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：确定所述节点的所述操作的所述一组参数的当前值；将所述一组参数与对应的一组阈值进行比较；以及基于所述比较确定所述节点的所述MOP。9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：确定所述节点的所述操作的所述一组参数的当前值；确定作为所述一组参数的所述当前值的加权组合的资源参数；以及将所述资源参数与阈值进行比较，以产生所述节点的所述MOP。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述资源参数根据下式来确定其中，RP是组合的资源和网络状态参数，AM是可用随机存取存储器RAM，MC是所述RAM的容量，AR是可用只读存...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建林，菲利普·奥尔利克，K·帕森斯，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP