本发明专利技术公开了一种由蓝牙网状网络中的节点执行的方法，该方法包括：(1)从蓝牙网状网络中的相邻节点接收消息；(2)响应于确定消息需要转发，执行基于概率的转发，包括：(a)判断相邻节点的发射功率与节点的发射功率是否相同；(b)响应于相邻节点与节点的发射功率相同，基于相邻节点与节点的距离，确定节点转发消息的转发概率，其中转发概率与距离为负相关关系；以及，响应于相邻节点与节点的发射功率不同，基于相邻节点的覆盖区域与节点的覆盖区域的重叠度，确定节点转发消息的转发概率，其中转发概率与重叠度为负相关关系；(c)通过转发概率转发消息。率转发消息。率转发消息。
【技术实现步骤摘要】
一种由蓝牙网状网络中的节点执行的消息转发方法
[0001]本专利技术涉及蓝牙网状网络，更具体地，涉及由蓝牙网状网络中的节点执行的消息转发方法，以及用于在蓝牙网状网络中操作的节点装置。
技术介绍
[0002]Bluetooth网状网络(以下简称为BLE MESH网络)是蓝牙技术联盟(SIG)在2017年推出的一种基于BLE协议的多对多通信网络，该网络能够在网状网络中的各个节点之间相互通信。具体地，BLE MESH网络在网络中网络节点通过广播和中继的方式实现节点间的消息传输。
[0003]BLE MESH使用发布/订阅(publish/subscribe)消息系统，并定义了可以被一个或多个节点所共有的组播地址。当发布者(Publisher)向组播地址发送消息时，订阅了该地址的所有订阅者(Subscriber)都将接收到来自组播地址的消息，并对其进行处理，以某种方式作出反应。
[0004]BLE MESH采用管理型网络泛洪(managed flooding)方式来进行网络信息的传输，即网络中所有具备中继功能(relay)的节点都会转发收到的消息，而不需要沿着特定路径进行路由选择。相应地，在BLE MESH网络中，在通信范围内的所有节点都会接收消息，而那些充当中继的节点会将消息重新传输到范围内的所有其他节点。这种泛洪技术的优点在于不需要特定节点充当集中式路由器，可以有效避免因个别节点的故障而导致整个网络无法运行。然而，泛洪的缺点是可能会由于网络消息泛滥而导致通信延迟。
[0005]为了减少不必要的冗余信息传输，BLE MESH网络主要采用了如下两种措施来优化泛洪通信：(1)消息缓存(message cache)：节点都会缓存收到消息的关键信息，以确定是否已经转发过此消息，如果是就忽略此消息。(2)生存时间(Time to Live,TTL)：每个消息都会包含一个TTL的值，来限制中继的次数，最大可以中继126次。消息每转发一次TTL的值就减1，TTL值为1就不再转发。
[0006]尽管如此，现有的技术方案仍然会导致在网络中数据交换量大的情况下，例如发包频率大于每秒3个时，网络中将充斥着冗余或过期无效的信息。这些信息会对节点接收新消息造成干扰，导致接收新消息的效率下降，也会造成不必要的资源浪费，例如，节点的耗电量会因为不必要的转发而增加。
[0007]因此，本领域中需要一种新的技术方案，该技术方案至少能够根据特定条件在BLE MESH网络中选择性地进行消息转发，从而减少网络中的中转数据包的数量，提高消息传播的效率。应当理解，上述所列举的技术问题仅作为示例而非对本专利技术的限制。此外，本专利技术并不限于同时解决上述所有技术问题的技术方案，本专利技术的技术方案可以实施为解决上述或其他技术问题中的一个或多个。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是为了解决现有蓝牙网状网络中存在的问题，即由于冗余转发消息
过多而造成的网络拥塞，进而导致网络数据延迟大、通信不可靠等。
[0009]在本专利技术的第一个方面，提供了一种由蓝牙网状网络中的节点执行的方法，该方法包括：(1)从蓝牙网状网络中的相邻节点接收消息；(2)响应于确定消息需要转发，执行基于概率的转发，包括：(a)判断相邻节点的发射功率与节点的发射功率是否相同；(b)响应于相邻节点与节点的发射功率相同，基于相邻节点与节点的距离，确定节点转发消息的转发概率，其中转发概率与距离为负相关关系；以及，响应于相邻节点与节点的发射功率不同，基于相邻节点的覆盖区域与节点的覆盖区域的重叠度，确定节点转发消息的转发概率，其中转发概率与重叠度为负相关关系；(c)通过转发概率转发消息。
[0010]优选地，该方法还包括：响应于相邻节点与节点的发射功率相同，确定相邻节点与节点的距离。
[0011]优选地，该方法还包括：响应于相邻节点与节点的发射功率不同，确定相邻节点的覆盖区域与节点的覆盖区域的重叠度。
[0012]进一步优选地，确定相邻节点的覆盖区域与节点的覆盖区域的重叠度包括：(i)根据相邻节点的覆盖区域的球体半径、节点的覆盖区域的球体半径、以及相邻节点与节点的距离，确定相邻节点的覆盖区域的球体与节点的覆盖区域的球体的重叠部分的体积；(ii)确定重叠部分的体积在节点的覆盖区域的球体体积中的占比；其中，重叠度是基于占比确定的。
[0013]优选地，相邻节点的覆盖区域的球体半径是通过获取相邻节点的发射功率来确定的；以及节点的覆盖区域的球体半径是通过获取节点的发射功率来确定的。
[0014]优选地，相邻节点与节点的距离是基于从相邻节点接收到的信号的接收信号强度指示RSSI和相邻节点的发射功率确定的。
[0015]优选地，相邻节点与节点的距离是基于相邻节点与节点的GPS坐标来确定的。
[0016]优选地，相邻节点与节点的距离是通过红外测距来确定的。
[0017]优选地，通过转发概率转发消息包括：生成随机数，将随机数与转发概率进行比较；以及，响应于随机数小于或等于转发概率，立即转发消息。
[0018]优选地，响应于确定消息需要转发，还包括：确定节点处的网络负载量；以及，响应于网络负载量超出阈值，执行基于概率的转发。
[0019]优选地，响应于确定消息需要转发，还包括：确定消息是否为重传消息；以及，响应于确定消息为重传消息，立即转发消息。
[0020]优选地，确定消息是否为重传消息包括：确定消息中的标识码是否包括在节点的已接收消息标识码列表中；如果是，则确定消息为重传消息；其中标识码包括循环冗余校验码。
[0021]优选地，网络负载量包括节点在接收到消息之前的单位时间内所转发的消息的计数。
[0022]在本专利技术的第二个方面，还提供了一种用于在蓝牙网状网络中操作的节点装置，包括：处理器；以及存储器，其中，存储器存储有计算机指令，当计算机指令被处理器执行时，使得处理器执行如上所述的任一项的方法。
[0023]在本专利技术的第三个方面，还提供了一种包括计算机可读指令的计算机可读存储介质，计算机可读指令在被加载到节点装置的计算机上时执行如上所述的任一项的方法，节
点装置被布置用于在蓝牙网状网络中操作。
[0024]通过本专利技术，可有效减少因节点对不必要的消息进行转发而导致的冗余数据包数量过多、消息传播效率下降、消息时延增加等问题。本方案根据两个节点的信号覆盖区域的重叠度确定转发消息的转发概率。这样可以避免因为两个节点的信号强度的差异而导致的误判或漏判，提高了消息转发的效率和准确性。本方案还可以根据网络状态和消息是否为重传消息动态调整是否启动基于概率的转发机制，进一步优化消息转发的策略。
附图说明
[0025]图1示出了BLE MESH网络的系统分层架构的示意图；
[0026]图2(a)示出BLE MESH网络的网络层中定义的PDU的格式的示意图；
[0027]图2(b)示出一个示例性的获取发射功率的请求消息的格式；
[0028]图2(c)示出一个示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种由蓝牙网状网络中的节点执行的方法，其特征在于，所述方法包括：
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从所述蓝牙网状网络中的相邻节点接收消息；
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响应于确定所述消息需要转发，执行基于概率的转发，包括：
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判断所述相邻节点的发射功率与所述节点的发射功率是否相同；
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响应于所述相邻节点与所述节点的发射功率相同，基于所述相邻节点与所述节点的距离，确定所述节点转发所述消息的转发概率，其中所述转发概率与所述距离为负相关关系；以及，响应于所述相邻节点与所述节点的发射功率不同，基于所述相邻节点的覆盖区域与所述节点的覆盖区域的重叠度，确定所述节点转发所述消息的转发概率，其中所述转发概率与所述重叠度为负相关关系；
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通过所述转发概率转发所述消息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述相邻节点与所述节点的发射功率相同，确定所述相邻节点与所述节点的距离。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述相邻节点与所述节点的发射功率不同，确定所述相邻节点的覆盖区域与所述节点的覆盖区域的重叠度。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述相邻节点的覆盖区域与所述节点的覆盖区域的重叠度包括：
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根据所述相邻节点的覆盖区域的球体半径、所述节点的覆盖区域的球体半径、以及所述相邻节点与所述节点的距离，确定所述相邻节点的覆盖区域的球体与所述节点的覆盖区域的球体的重叠部分的体积；
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确定所述重叠部分的体积在所述节点的覆盖区域的球体体积中的占比；其中，所述重叠度是基于所述占比确定的。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相邻节点的覆盖区域的球体半径是通过获取所述相邻节点的发射功率来确定的；以及所述节点的覆盖区域的球体半径是通过获取所述节点的发射功率来确定的。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相邻节点与所述节点的距离是基于从所述相邻节点接收到的信号的接收信号强度指示...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗旭，
申请(专利权)人：乐鑫信息科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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