一种无线Ad Hoc网络的路由方法技术

本发明专利技术涉及无线通信领域，更具体地涉及到无线Ad Hoc网络(也称移动对等网络、无线自组网络等)中的各节点互相通信的一种路由方法。该方法虽然采用混合式路由协议，但是该协议中路由选择域基本概念的定义和现有协议有很大差别。本发明专利技术采用连接周围节点的数量来确定路由选择域的范围，详细叙述了网络中各节点选取路由选择域中成员节点的方法，同时也重新定义了相关的外围节点和内部节点的概念。

A routing method for wireless Ad Hoc network

The present invention relates to the field of wireless communication, more specifically relates to a wireless Ad Hoc network (also known as mobile P2P network, wireless ad hoc network) routing method for each node in the communication with each other. Although the hybrid routing protocol is used in this method, the definition of the basic concept of the selection domain is very different from the existing protocol. The invention determines the scope of the routing domain by connecting the number of the surrounding nodes, describes in detail the methods of selecting nodes in the routing domain of nodes in the network, and redefines the concepts of related peripheral nodes and internal nodes.

【技术实现步骤摘要】
一种无线AdHoc网络的路由方法
本专利技术涉及无线通信领域，更具体地涉及到无线AdHoc网络(也称移动对等网络、无线自组网络等)中的各节点互相通信的一种路由方法。
技术介绍
无线AdHoc网络是由多个带有无线收发功能的终端节点共同组成的，它们之间的通信并不需要固定的网络基础设施(例如基站或热点)的支持，每个终端节点可以和无线射频范围内的其他节点直接通信，并且能够通过节点间信息转发(跳)实现更远距离通信，网络中的节点能够自由移动，网络的无线拓扑结构可以随意变化并且无法预知。一般来说，AdHoc网络中节点间的路由包含多跳(多次转发)，因此这种网络也称多跳无线AdHoc网络，无线AdHoc网络中的节点同时兼有主机和路由器的功能。现有的用于无线AdHoc网络的路由协议主要分为表驱动路由协议、按需路由协议和混合式路由协议三类：1)表驱动路由协议又称先验式路由协议或主动路由协议。网络中的每个节点都要维护一张到其他节点的相对稳定的路由表，定时或当网络拓扑结构发生变化时，节点在全网内广播路由信息更新，使每个节点能连续不断的获得当前网络信息，每个节点的路由表可以准确地反映当前网络的拓扑结构，当节点需要发送数据时，可以立即获得到达目的节点的路由，适用于有实时和Qos要求的通信网络。2)按需路由协议又称反应式路由协议或源启动按需路由协议，是一种在需要时才查找路由的路由选择方式。节点不需要维护及时准确的路由表，当需要发送数据时才在全网内发起路由查找过程，一旦检验完所有可能的路由排列方式或找到新的路由后就结束查找。路由建立后，由路由维护程序来维护这条路由，直到它不再被需要时删除。3)混合式路由协议是将表驱动路由协议和按需路由协议两种协议折中平衡的一种协议。表驱动路由协议主动而频繁分发路由信息，因而可靠性高、延时小，但是随着网络规模的增大而表现出及差的可扩展性和极高的路由开销，而且很多控制报文常常是无用的。按需路由协议是按需查找和维护路由，路由开销低，但是发送数据时延和抖动大。将二者结合的混合式路由协议，在局部范围内采用表驱动路由协议，维护准确及时的路由信息，并缩小路由控制信息传播的范围，当目的节点较远时，通过查找发现路由，这样既可以减少路由协议的开销，时延特性也得到一定改善。在混合式路由协议中，节点主动维护到达本地相邻区域内目的节点的路由，将这个本地相邻区域叫做路由选择域。确切地说，一个节点的路由选择域定义为一组节点，其离开查询节点的最小跳数距离不大于该域半径。现有的混合式路由协议中特别强调路由选择域不是物理距离的描述，而是节点间连接(跳数)的描述。如图1所示，该图给出一个节点S的域半径等于2跳的路由选择域的例子。图1中节点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K为节点S的路由选择域的成员节点，节点L处在节点S的路由选择域的外面。在节点S的路由选择域的成员节点中，那些离节点S的跳数距离正好等于该域半径为2的节点，称为该域的外围节点，如图1中的节点G、H、I、J、K。而节点A、B、C、D、E、F则是该路由选择域的内部节点。节点S要向一个目的节点发送报文，节点S首先检查目的节点是否在其路由选择域内(因为每个节点维护到达其路由选择域内的所有节点的路由信息)。如果目的节点在节点S的路由选择域内，那么就已知到达目的节点的路径，无需再进行路由寻找的处理。如果目的节点不在节点S的路由选择域内，那么节点S边界广播(把消息从一个节点广播到其外围节点)一个路由请求到其所有的外围节点。所有这些外围节点接收到路由请求之后又执行完全相同的算法：检查目的节点是否在其各自的路由选择域内。如果目的节点在某个外围节点的路由选择域内，那么该外围节点就产生一个路由应答，并在其中指出到达目的节点的路由，然后将其回送给节点S。否则，外围节点又将该路由请求转发到其外围节点，重复相同的处理过程，直至找到所需路由为止。
技术实现思路
本专利技术描述的无线AdHoc网络中的节点也是采用混合式路由协议，但是该协议中路由选择域基本概念的定义和现有协议有很大差别。现有协议采用最小跳数距离限制路由选择域范围的大小，而本专利技术采用连接周围节点的数量来确定路由选择域的范围。网络中各节点确定自己路由选择域的范围的过程如下：1)确定本节点的路由选择域成员节点的数量为N；2)本节点接收周围节点的路由控制信息，并把周围各个节点按距离本节点的最小跳数从小到大归类。3)从1跳节点数量开始逐跳累加，当累加和大于或等于N时停止累加，并记下当前的跳数T。4)定义该节点当前路由选择域的成员节点为距离该节点最小跳数距离不大于T的节点。而距离该节点最小跳数距离等于T的节点，称为该域的外围节点。同样该域的成员节点减去该域外围节点剩下的节点则是该路由选择域的内部节点。从上述采用本专利技术定义的节点路由选择域的计算过程可以看出，网络中各节点的路由选择域的域半径跳数是不一定相同的，但是每一个节点的路由选择域中成员的数量大体相当。如图2示意，采用成员节点的数量为8来确定路由选择域范围大小，则节点S的路由选择域成员有A、B、C、D、E、F、G、H、I、J共10个节点，该域半径等于2跳。而节点P的路由选择域成员有C、S、F、A、B、I、J、M、K、L正巧也10个节点，但该域半径等于5跳。同样如图2示意，如果采用现有的方法来确定节点路由选择域范围的大小，节点S的域半径等于2跳的路由选择域成员有A、B、C、D、E、F、G、H、I、J共10个节点，而节点P的域半径等于2跳的路由选择域成员只有K、L两个节点。如果节点S的域半径等于5跳，则其路由选择域成员包含了图2整个网络的节点。由于节点在网络中的不同位置，和周围连接状态差异很大，采用现有的方法来确定节点路由选择域范围的大小，会导致网络中各节点路由选择域中成员数量差异较大，而且当节点从网络中间向外围移动时，其路由选择域内的节点路由信息变化巨大。而采用本专利技术定义的路由选择域，上述情况要改善不少。附图说明：图1现有的混合式路由协议中路由选择域概念示意图；图2本专利技术的混合式路由协议中路由选择域概念示意图；具体实施例：下面是一个采用本专利技术的基于无线AdHoc网络的对讲机系统的具体实例。该对讲机系统用于野外勘探、探险或旅游团队，网络规模设计为100个节点。语音交流对网络有实时性要求，网络中节点位置随机动态变化，动态地产生与其他节点的联系，动态地中断与其他节点的联系，有时排成一队，有时聚成一团。根据需求分析确定各节点的路由选择域成员节点的数量为20，为保证网络的实时性要求，各节点需要在1秒内向周围节点发送约20个节点的路由控制信息，每个节点的路由控制信息为40位，包含节点ID号和到达当前节点的跳数(转发次数)，这样每个节点的路由控制的带宽的最大开销大概1Kbits/s。对讲机节点确定自己路由选择域的范围的处理过程如下：1)本节点接收周围节点的路由控制信息，并把周围各个节点按距离本节点的最小跳数从小到大归类，删除周围同一节点到本节点跳数大的数据。2)从1跳节点数量开始逐跳累加，当累加和大于或等于20时停止累加，并记下当前的跳数T。有时周围节点发送的路由控制信息较少，累加结束时累加和也达不到20，直接记下当前的跳数T。3)选择周围节点距离本节点最小跳数距离不大于T的节点，作为本节点当前的路由选择域的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线Ad Hoc网络的路由方法，其特征在于：在混合式路由协议中，网络中各节点采用其连接周围节点的数量来决定其路由选择域中成员节点的多少，从而确定其路由选择域的范围大小。

【技术特征摘要】
1.一种无线AdHoc网络的路由方法，其特征在于：在混合式路由协议中，网络中各节点采用其连接周围节点的数量来决定其路由选择域中成员节点的多少，从而确定其路由选择域的范围大小。2.如权利要求1所述的网络中各节点的路由选择域中成员节点，其特征在于：在选取网络中各节点的路由选择域中成员节点之前，先确定该成员节点的数量规模N。3.如权利要求2所述的选取网络中各节点的路由选择域中成员节点的方法，其特征在于：先将与该节点连接的周围节点按距离该节点的最小跳数从小到大归类；然后从1跳节点数量逐跳累加，当累加和大于或等于N时停止累加，并记下当前的跳数T；最后选取距离该节点最小跳数距离不大于T的所有节点，作为该节点路由选择域的成员节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵贵阳，
申请(专利权)人：邵贵阳，
类型：发明
国别省市：江苏,32