使用重复节点的单播消息路由制造技术

本发明专利技术涉及一种通过包括多个节点的网格网络路由消息的方法，其中消息从发送节点被发送到接收节点。所述方法包括以下步骤：定义路由表，其指定通过网格网络从源节点到目的地节点的路径，以及定义邻居表，其列出来自发送节点的邻居中的多个节点的一个或多个邻居节点。如果目的地节点不在发送节点的邻居表中，则由发送节点将消息传输到适配于根据路由表将消息转发到目的地节点的接收节点。所述一个或多个邻居节点将该消息保存在内部存储装置中，并且来自所述一个或多个邻居节点的预定数量的帮助节点在经历相应的预定时间间隔之后重复所述消息，其中帮助节点的数量小于或等于邻居节点的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用重复节点的单播消息路由
本专利技术涉及在网格网络中的消息路由，具体地，涉及在使用重复节点的密集的网格网络中的单播消息路由。
技术介绍
随着无线控制应用网络的高级使用，诸如例如但不限于按照ZigBee规范的网格网络，特别是专业的无线照明控制应用，控制命令从源节点到目的地节点的可靠传输构成相应应用的一个重要方面。例如，在大型舞厅、豪华旅馆或电视节目中的重要事件中，打开或关上主灯或一系列灯的命令对于实现预期的表演效果可能是至关重要的。相应的控制命令经由许多中间节点（也称为转发节点）从中央控制节点传递到照明设备内的无线接收节点。特别是在大型网络中，源节点和接收节点之间的路由可能非常长。通过长路径的无线传输的成功率取决于许多因素，诸如RF数据速率、RF干扰、信道条件、单个节点的处理能力。特别是在具有多节点的大而密集的无线网络中，单个节点的可靠性非常差。从由TaehongKim等人发表在2014年3月的IEEETransactionsonParallelandDistributedSystems的第25卷第3期中的“NeighborTableBasedShortcutTreeRoutinginZigBeeWirelessNetworks”获知：对于ZigBee技术有不同的树路由方案，其中介绍了快捷树路由。快捷树路由的主要思想是通过使用在ZigBee中的分层寻址方案来计算从任意源到目的地的剩余跳数，并且然后使每个源或中间节点将一个分组以在其邻居表中的最小剩余跳数转发到邻居节点。从由GangDing等人发表在2005年的SensorandadhocCommunicationsandNetworks中的“ReliableBroadcastinZigBeeNetworks”进一步获知：在ZigBee网络中的广播不是非常有效的；根据该文，提出一种执行转发节点选择算法的修剪广播算法，该算法涉及到在不交换信息的情况下选择一跳邻居来覆盖已知的二跳邻居。然而，单个节点的影响对于所谓的单播传输是特别重要的，在该单播传输中发送节点寻址单个目的地节点。为了确保数据消息从一个节点到另一个节点的适当的传输，许多网络规范（特别是ZigBee规范）使用重新提交、确认反馈或其组合。在ZigBee规范中，单播传输的可靠性通过两层进行操控。接收数据消息的每个节点都提供相应的要被信令发送到发送节点的确认作为反馈。当沿着传递路径（例如，沿多个中间节点中的一个节点）的传输存在任何传输中断时，没有被发送节点接收到确认的数据分组将被再次发送，直到该数据分组到达下一个节点为止。这种基于丢失确认的重新传输提高了传输的可靠性。另一方面，用于传递数据消息的时间也会增加，因为重试机制基于超时：如果在经历预定的时间间隔后，发送节点未能接收到来自下一个节点的确认，则发送节点将所述消息重发到下一个节点。沿传输路径的所有中间节点都使用该机制，从而导致依赖于每个单个节点的传递条件的单播传递时间是高度可变的。可靠性机制的第二层是来自单播传输的目的地节点的响应反馈。当接收到来自源节点的传输时，目的地节点使用从目的地节点到源节点的反向传递路径将分组或响应发送回源节点。如果在给定的时间段后源节点没有从目标节点接收到响应，则源节点将尝试重发所述消息。此层需要甚至更长的等待时间，因为每个节点可能需要像本文上面所解释的那样发出重试。如果传递路由很长，累积时间间隔上的不确定性可能使得传递时间是不可预测的。因此，目前的ZigBee单播算法性能在低外部RF干扰的简单网络中是良好的，但在较大的网络或在具有例如来自使用不同RF技术的无线移动设备的外部RF干扰的网络中性能显著下降。简单地引用冗余并发传递路径将提高适当数据传输的可靠性。然而，这样的方法将对单播性能产生负面影响。它将降低传输速度，并分配更多的信道容量。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用来将单播消息从源节点传递到目的地节点的更时间恒定或时间可预测的方法，而同时保持甚至提高从源节点到目的地节点的数据传输的可靠性。本专利技术的一个方面，提供了一种用于在无线网络中将消息传送到接收节点的装置，所述装置包括：接收器，用于检测从传输节点发送到接收节点的被寻址到目的地节点的消息，存储器存储装置，用于存储规定来自所述装置的邻居中的多个节点中的一个或多个邻居节点的邻居表，控制器，被适配成确定接收节点是否在装置的邻居表中，缓存器，用于存储所述消息；所述接收器还用于检测由来自一个或多个邻居节点的帮助节点对于被寻址到目的地节点的消息的重新传输，传输器，被配置成在确定接收节点被包括在邻居表中后，在由接收节点检测到所述消息后经历预定的时间间隔后，作为帮助者节点将所述消息重新传输到接收节点，以及当检测到消息的重新传输次数超过预定数量的帮助节点时阻止重新传输，其中预定数量的帮助节点小于邻居节点的量。因此，只有处在源节点和接收节点的范围中的节点可以重新传输，以避免不在接收节点的范围中的节点造成拥堵。在本专利技术的这个方面的第一实施例中，接收器被配置为检测来自接收节点的确认以确认消息，以及传输器被配置为在所述时间间隔内检测到确认后阻止重新传输。在可以与第一实施例相结合的本专利技术的这个方面的第二实施例中，所述时间间隔是从一组时间间隔随机选择的。在可与第一和第二实施例相结合的本专利技术的这方面的第三实施例中，所述消息包括所述预定数量的帮助节点的指示。本专利技术的另一方面，提供了一种用于通过包括多个节点的网格网络进行路由消息的方法，其中，消息从发送节点被发送到接收节点。所述方法包括以下步骤：定义路由表，其指定从源节点通过网格网络到目的地节点的路径，以及定义邻居表，其规定来自发送节点的邻居中的多个节点中的一个或多个邻居节点。如果目的地节点不在发送节点的邻居表中，则由发送节点将消息传输到接收节点，其被适配于按照路由表将消息转发到目的地节点。所述一个或多个邻居节点将所述消息的信息保存在内部存储装置中，以及来自所述一个或多个邻居节点中的预定数量的帮助节点在由接收节点检测到所述消息后经历相应的预定的时间间隔后，重复所述消息，其中帮助节点的数量小于或等于邻居节点的数量。本专利技术提供了一种通过使用并行多条路径执行单播的方法，以提高分组传递的可靠性，而同时以稍长的传递时间的代价，在沿路由路径的链路故障的情况下大大减小对于路由发现的必要性，导致低得多的故障率，但具有传递延时的低得多的不确定性。故障率与传递时间之间的平衡可以根据具体应用场景进行适配。在本专利技术的一个实施例中，由所述一个或多个帮助节点重复所述消息包括由相应的帮助节点MAC层地址替换发送节点MAC层地址。在本专利技术的一个实施例中，每个相应的邻居节点侦听被存储在内部存储装置中的消息，在每次接收到消息时增加消息计数，并且仅在如果消息计数小于预定数量的帮助节点时，在相应的时间间隔之后重复所述消息。在本专利技术的一个实施例中，预定数量的帮助节点被包括在消息的分组格式中。所述消息可以在不提供额外的配置消息的情况下轻松地调整预定数量的帮助节点。因此，在故障率与传递时间之间的平衡可以在操作期间动态地适配。在本专利技术的一个实施例中，所述预定数量是对于每个相应帮助节点预先配置的。这在网络具有变化的密度或变化的占用率的情形下是有利的，例如，某些节点可以通过设置节点计数为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过包括多个节点的网格网络路由消息的方法，其中消息从发送节点发送到接收节点；所述方法包括：定义路由表，其指定通过网格网络从源节点（10）到目的地节点（20）的路径，定义邻居表，其规定来自作为发送节点的邻居中的多个节点中的一个或多个邻居节点（40a，40b，40c），如果目的地节点（20）不在发送节点的邻居表中，则由发送节点传输消息到接收节点（30a），其适配于将消息按照路由表转发到目的地节点（20），其中所述一个或多个邻居节点（40a，40b，40c）将消息保存到内部存储装置，以及在检测到消息的传输或重新传输后经历相应的预定的时间间隔后，来自一个或多个邻居节点的预定数量的帮助节点重复所述消息，所述帮助节点的数量小于或等于邻居节点的数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 EP 15196701.5;2015.10.13 CN PCT/CN2015/1.一种用于通过包括多个节点的网格网络路由消息的方法，其中消息从发送节点发送到接收节点；所述方法包括：定义路由表，其指定通过网格网络从源节点（10）到目的地节点（20）的路径，定义邻居表，其规定来自作为发送节点的邻居中的多个节点中的一个或多个邻居节点（40a，40b，40c），如果目的地节点（20）不在发送节点的邻居表中，则由发送节点传输消息到接收节点（30a），其适配于将消息按照路由表转发到目的地节点（20），其中所述一个或多个邻居节点（40a，40b，40c）将消息保存到内部存储装置，以及在检测到消息的传输或重新传输后经历相应的预定的时间间隔后，来自一个或多个邻居节点的预定数量的帮助节点重复所述消息，所述帮助节点的数量小于或等于邻居节点的数量。2.按照权利要求1的方法，其中由所述一个或多个帮助节点重复消息包括由相应的帮助节点MAC层地址替换发送节点MAC层地址。3.按照权利要求2的方法，其中每个相应邻居节点侦听被存储在内部存储装置中的消息，每次接收到消息时增加消息计数，并且如果消息计数小于预定数量的帮助节点，则仅在相应时间间隔之后重复消息。4.按照权利要求3的方法，其中预定数量的帮助节点被包括在消息的分组格式中。5.按照权利要求3的方法，其中预定数量的帮助节点是对于每个相应帮助节点预先配置的。6.按照权利要求1的方法，其中所述一个或多个邻居节点(40a,40b,40c)侦听来自接收节点(30a)的确认，并且仅如果所述一个或多个邻居在预定的时间间隔内没有检测到来自接收节点的确认，才重复所述消息。7.按照权利要求1的方法，其中发送节点仅如果其没有...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛晓东，张志中，董培良，张军君，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL