專利名稱：用于大規(guī)模無線分布式網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種協(xié)同路由方法，可用于大規(guī)模無線 分布式網(wǎng)絡(luò)。
技術(shù)背景在無線自組網(wǎng)中，要解決路由的問題，通常有主動式，被動式和地理位置信息輔助 的路由等幾種策略。然而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模增長時，路由信息的交互或者廣播尋址的方法將 會很快耗盡網(wǎng)絡(luò)資源。區(qū)域路由協(xié)議ZRP是一種混合使用主動路由策略和被動路由策略的自組網(wǎng)路由協(xié) 議。網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點都有一個以自己為中心的虛擬區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的節(jié)點數(shù)目與設(shè)定的 區(qū)域半徑有關(guān)，因此ZRP的區(qū)域重疊程度很高。這也是ZRP與顯式分群路由的區(qū)別。 在區(qū)域內(nèi)使用先驗式路由算法，中心節(jié)點使用主動路由協(xié)議維護(hù)一張到區(qū)域內(nèi)其他成員 節(jié)點的路由表。對于區(qū)域外節(jié)點的路由則使用被動路由策略。 該方法存在以下不足(1) 在群外通信時由于要采用廣播的方式，仍很容易耗盡網(wǎng)絡(luò)資源，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)增 長的性能較差。(2) 對分群的大小比較敏感，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時，分群過大則協(xié)議性能退化為和 主動式路由相當(dāng)，分群過小則協(xié)議性能退化為和被動式路由相當(dāng)。要解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的廣播問題，文獻(xiàn)"Contact-based architecture for resource discovery in large scale MANets"中提出了一種基于小世界現(xiàn)象的資源發(fā)現(xiàn)策略。據(jù)研 究大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中存在著六度分隔現(xiàn)象，即任何兩個人平均都可以通過不超過六個朋友相 互認(rèn)識。這樣只需對網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點維護(hù)幾個遠(yuǎn)端的朋友節(jié)點，而不需要主動式的維護(hù) 全網(wǎng)所有節(jié)點的信息。在路由發(fā)現(xiàn)階段，査詢工作將不通過廣播，而是通過維護(hù)的已有 路徑向朋友節(jié)點進(jìn)行查詢，當(dāng)未能獲得所需路由時由朋友節(jié)點再向自己的其它朋友查 詢，根據(jù)小世界理論平均六跳幾乎肯定能找到目的節(jié)點。獲得路由后就可以發(fā)送業(yè)務(wù)信 息了。該方法存在以下不足 (1)由于小世界現(xiàn)象畢竟只是理想抽象，它適用于關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，而在空間網(wǎng)絡(luò)中由于缺乏對于長連接的支持，到朋友節(jié)點的一跳可能成為大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的很多跳的路徑， 造成時延性能較差。(2) 由于沒有廣播和全網(wǎng)拓?fù)洌荒塬@得次優(yōu)路徑，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時很容易造 成路徑環(huán)繞和冗長等問題，且路徑上節(jié)點過多，路由失效概率增加，魯棒性較差。(3) 在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)增加時，必須限制通過朋友節(jié)點的個數(shù)和査詢的時延，此時 目的節(jié)點的査找概率將會降低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)路由方法的不足，提出一種用于大規(guī)模無線分布式網(wǎng)絡(luò) 的協(xié)同路由方法，以更有效的在時延性能和路由開銷之間折衷，減小路由失效概率和時 延，提高目的節(jié)點的査找概率以適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的需求。 實現(xiàn)本發(fā)明的目的的技術(shù)方案包括如下步驟-(1) 在分群的大規(guī)模無線分組網(wǎng)中，群內(nèi)用DSDV協(xié)議維護(hù)主動式的路由表，群 間的通信通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點維護(hù)自己的鄰節(jié)點表完成；(2) 每個群的幾個網(wǎng)關(guān)節(jié)點尋找若干不同群的節(jié)點作為遠(yuǎn)端的朋友節(jié)點，該遠(yuǎn)端 的朋友節(jié)點所在群作為朋友群，當(dāng)尋找到朋友群后，將該新朋友群的信息包含在DSDV 更新消息中，使每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點維護(hù)與其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點互不重復(fù)的朋友群信息；(3) 當(dāng)有業(yè)務(wù)要發(fā)送時，先在DSDV路由表和通過偷聽到信息所建立的緩存表中 査找路徑，如找到路徑，按該路徑直接發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如未找到路徑，將組播路徑請求 信息給各個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點在所擁有的朋友節(jié)點中任意選擇一個，并按照到該 朋友節(jié)點的路徑以協(xié)同傳輸方式發(fā)送一個包含請求目的地址和查詢深度的信息；(4) 發(fā)送請求目的地址和査詢深度的信息的過程中，凡聽到該信息的節(jié)點如果擁 有到目的節(jié)點的路徑，將立即通過協(xié)同傳輸方式返回該到目的節(jié)點的路徑給源節(jié)點，在 返回給源節(jié)點的過程中，如果其它網(wǎng)關(guān)節(jié)點偷聽到擁有到目的節(jié)點的路徑信息，將據(jù)此 建立緩存表緩存該偷聽到的路徑信息，源節(jié)點收到包含路徑的返回信息后，以協(xié)同傳輸 方式發(fā)送包含源路由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；(5) 若發(fā)送的請求目的地址和査詢深度的信息到達(dá)朋友節(jié)點時仍未能找到目的節(jié) 點的路徑，并且査詢深度大于0，則將査詢深度減l，另外選擇一個朋友節(jié)點，重復(fù)步 驟(4)，繼續(xù)尋路過程，直到査詢深度減小到零為止。(6) 若經(jīng)過尋路過程最終仍未能找到目的節(jié)點，按照網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的要求，若允許丟 掉該包，則選擇放棄查找，報告丟包，若不允許丟掉該包，則加大査詢深度繼續(xù)查找；(7)若維護(hù)朋友路徑時發(fā)現(xiàn)路由失效，先在失效處發(fā)起局部重新尋找朋友的過程， 若局部重新尋找失敗，再重復(fù)步驟(2)，由源節(jié)點發(fā)起全局重新尋找朋友節(jié)點的過程。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點1) 本發(fā)明根據(jù)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的特點，基于小世界現(xiàn)象維護(hù)遠(yuǎn)端朋友節(jié)點，尋路時向 遠(yuǎn)端朋友節(jié)點請求路徑，可以規(guī)避廣播問題，在保證一定的概率的尋路成功率的同時， 大大降低了網(wǎng)絡(luò)開銷。2) 本發(fā)明引入分群策略，對局部的業(yè)務(wù)通過査找DSDV路由表直接發(fā)送，對群外 的業(yè)務(wù)先利用緩存表信息查找路徑，失敗時再由多個網(wǎng)關(guān)同時尋路，使得路由獲得的時 延更短。3) 本發(fā)明在群外尋路過程中查找目的節(jié)點可以利用分群信息按群進(jìn)行查找，査找 目的節(jié)點路徑的成功概率大大增加。4) 本發(fā)明針對小世界路由中可能存在的時延過長和路徑環(huán)繞等現(xiàn)象，通過引入?yún)f(xié) 同傳輸方式， 一方面環(huán)繞非最優(yōu)路徑通過協(xié)同可成為更長的一跳，另一方面協(xié)同本身也 有助于減小傳輸時延，能夠起到路徑優(yōu)化和縮小時延的效果。5) 本發(fā)明使用的協(xié)同傳輸能夠達(dá)到更遠(yuǎn)的傳輸范圍，使得更多的節(jié)點可以偷聽到 尋路以及返回的路徑信息，增加找到目的節(jié)點的概率。


圖l是本發(fā)明的整體流程圖；圖2是本發(fā)明節(jié)點尋找朋友的工作流程圖；圖3是本發(fā)明節(jié)點協(xié)同傳輸?shù)墓ぷ髁鞒虉D；圖4是本發(fā)明基于小世界現(xiàn)象的傳播路徑示意圖；圖5是本發(fā)明中協(xié)同傳輸對路徑的改善示意圖。
具體實施方式
參照圖l，本發(fā)明的具體實現(xiàn)步驟如下步驟l，進(jìn)行群內(nèi)、群間通信。在大規(guī)模無線分組網(wǎng)中，先對節(jié)點進(jìn)行分群。每個群有一個群地址，由于是分布式 網(wǎng)絡(luò)，不能保證兩個群地址絕對不同，用對群內(nèi)節(jié)點地址進(jìn)行散列的方法保證群地址不 相同。群內(nèi)采用DSDV協(xié)議維護(hù)主動式的路由表，DSDV是一個基于傳統(tǒng)的 Bellman-Ford路由選擇機(jī)制的驅(qū)動算法，它在相鄰節(jié)點間通過定期交互更新信息來獲得 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳⒂嬎阆鄳?yīng)的路由，群內(nèi)每個節(jié)點都知道群內(nèi)所有節(jié)點的路由信息。每個群中能與其它群進(jìn)行通信的邊界節(jié)點被選為網(wǎng)關(guān)節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點維護(hù)自己的鄰節(jié)點表，其 中包括能夠通信的其它群的節(jié)點地址和群號，鄰節(jié)點表通過聽到的定期更新的DSDV 更新消息進(jìn)行更新。在群間通信時必須經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點，由它們選擇鄰節(jié)點表中需要通信 的群的相應(yīng)節(jié)點進(jìn)行通信。步驟2，尋找遠(yuǎn)端朋友節(jié)點。參照圖2，尋找遠(yuǎn)端朋友節(jié)點的步驟如下(2a)尋找朋友時，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點構(gòu)造朋友請求包，該包中包含已成為本群朋友的群 的群號列表和請求包生存時間，在鄰節(jié)點表中隨機(jī)選擇一個鄰節(jié)點并發(fā)送該請求包。節(jié) 點收到請求包后，若節(jié)點所在群在已成為朋友群的群號列表中，則肯定不作為朋友節(jié)點， 若不在己成為朋友群的群號列表中，則按照概率p^d-2R)/(r-2R)決定是否作為朋友節(jié) 點，其中2R是距離初始節(jié)點的跳數(shù)，d和r分別為所要找的朋友節(jié)點應(yīng)滿足的最短跳 數(shù)和最長跳數(shù)限制。若不作為朋友，則首先更新超時時間，將自己地址附在路徑后面， 然后在本群內(nèi)選擇一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，向該網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)出請求包繼續(xù)上面的尋找過程；(2b)當(dāng)?shù)竭_(dá)網(wǎng)絡(luò)邊界仍未成功選擇到朋友節(jié)點時，按原路徑回朔一跳，并選擇其 它下一跳節(jié)點并發(fā)出包，繼續(xù)進(jìn)行概率判斷是否作為朋友節(jié)點。這樣最終可以選定一個 朋友節(jié)點，或者包生存時間超過設(shè)定的生存期，包被丟棄；(2c)找到朋友群后該群記錄發(fā)起尋找的源群為自己的朋友并記錄整條路徑到朋友 路由表中，同時給源群返回一個消息以確認(rèn)相互之間朋友身份。源群收到后也在朋友路 由表中記錄整條路徑，之后定期發(fā)送消息維護(hù)這個路由；(2d)發(fā)起朋友尋找過程的網(wǎng)關(guān)節(jié)點在得到遠(yuǎn)端朋友的信息后，在下一次群內(nèi)發(fā)送 DSDV路由更新信息時，將這個遠(yuǎn)端朋友包含到更新包內(nèi)。群內(nèi)其它網(wǎng)關(guān)節(jié)點收到更新 消息，將這個己找到的群記錄下來，以后不會再找相同的群作為自己的朋友群，以使得 網(wǎng)關(guān)節(jié)點總是擁有不同的朋友群。 步驟3，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送。(3a)當(dāng)有業(yè)務(wù)產(chǎn)生時，先査找DSDV路由表以確定是否目的節(jié)點就在群內(nèi)，若 在群內(nèi)可以由DSDV路由表獲得路徑直接發(fā)送。若不是，査找路徑緩存表，若能獲得 路徑則直接發(fā)送；(3b)若未能找到路徑，在DSDV路由表中查找到達(dá)各網(wǎng)關(guān)節(jié)點的路徑，用組播 方式發(fā)送一個包含所請求目的節(jié)點地址和查詢深度的信息給網(wǎng)關(guān)節(jié)點。每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點收 到該信息后，將在所擁有的遠(yuǎn)端朋友節(jié)點中任意選擇一個并向其發(fā)送路由査詢包。設(shè)一個群內(nèi)有m個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點有n個朋友，m個節(jié)點中的每一個都會在n個 朋友中任選一個朋友來發(fā)送，此時將會有m個請求信息并行的發(fā)出進(jìn)行并行査詢；步驟4，協(xié)同傳輸進(jìn)行路徑査找。參照圖3，協(xié)同傳輸進(jìn)行路徑查找的步驟如下 (4a)進(jìn)行查找時，待發(fā)送節(jié)點隨機(jī)選擇幾個一跳鄰節(jié)點邀請其協(xié)同，同意參加協(xié) 同的節(jié)點將協(xié)同發(fā)送信息，該信息內(nèi)包含小世界路徑上幾跳之內(nèi)節(jié)點地址；(4b)協(xié)同傳輸獲得更長的傳輸路徑，使得路徑上幾跳之內(nèi)的節(jié)點都能收到信息， 其它非路徑上的節(jié)點也能偷聽到該信息。凡收到信息的節(jié)點査找請求目的地址的路徑是 否在自己的群內(nèi)，若找到時將自己的地址附在上一跳發(fā)送節(jié)點后，并截斷源路由，立即 返回找到的路徑。沒有搜尋到目的節(jié)點路徑的非路徑上的節(jié)點不再轉(zhuǎn)發(fā)包，簡單的將其 丟棄，避免了網(wǎng)絡(luò)中的泛洪廣播；(4c)在路徑上收到信息的節(jié)點若沒有找到目的地址的路徑，則啟動與距發(fā)送節(jié)點 跳數(shù)成反比的定時，定時時間為2-、A:，其中i是距離發(fā)送節(jié)點的跳數(shù)，k是根據(jù)網(wǎng)絡(luò) 情況，發(fā)送功率選擇的一個常量。定時到后即發(fā)送ACK信息，而距離發(fā)送節(jié)點較近的 節(jié)點由于收到較遠(yuǎn)節(jié)點到ACK信息將不再發(fā)送。這樣確保路徑上正確收到包，且距發(fā) 送節(jié)點跳數(shù)最多的節(jié)點最先回送ACK信息；(4d)待發(fā)送節(jié)點收到ACK信息后，將待發(fā)送的含有請求目的地址和查詢深度的 包發(fā)給最先返回ACK信息的節(jié)點。發(fā)送過程為先進(jìn)行一跳范圍的發(fā)送，協(xié)同節(jié)點收到 該信息后協(xié)同發(fā)送該請求目的地址和査詢深度的信息，目的地址為最先返回ACK信息 的節(jié)點。該節(jié)點收到信息后繼續(xù)重復(fù)步驟4，直到找到目的節(jié)點或者到達(dá)遠(yuǎn)端朋友節(jié)點。步驟5,到達(dá)朋友節(jié)點，繼續(xù)査找過程。當(dāng)?shù)竭_(dá)朋友節(jié)點時仍然沒有找到目的節(jié)點，朋友節(jié)點先判斷查詢深度，如果查詢深 度大于零，則將查詢深度減l，并選擇自己的另外一個朋友節(jié)點，重復(fù)步驟4繼續(xù)向該 重新選擇的朋友進(jìn)行查詢。根據(jù)小世界理論，朋友節(jié)點再向自己的朋友進(jìn)行査詢，只要 經(jīng)過六次幾乎總是能找到目的節(jié)點。如果查詢深度等于零，則丟棄包，這個朋友未能幫 助查找到目的節(jié)點。當(dāng)所有的朋友都未能幫助査找到目的節(jié)點時，源節(jié)點按照網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù) 的要求，若允許丟掉該包，則選擇放棄查找，報告丟包，若不允許丟掉該包，則加大查 詢深度繼續(xù)査找。步驟6,找到路徑，返回給源節(jié)點。 (6a)找到路徑后，獲得路徑的節(jié)點將從自己到目的節(jié)點的路徑附在從源節(jié)點到自己的路徑后，并按原路徑返回，原路徑即作為返回路徑；
(6b)待發(fā)送節(jié)點隨機(jī)選擇幾個一跳鄰節(jié)點邀請其協(xié)同，同意參加協(xié)同的節(jié)點將協(xié)同發(fā)送信息，該信息內(nèi)包含返回路徑上幾跳之內(nèi)節(jié)點地址；
(6c)協(xié)同傳輸獲得更長的傳輸路徑，使得路徑上幾跳之內(nèi)的節(jié)點都能收到信息，收到信息的節(jié)點啟動與距發(fā)送節(jié)點跳數(shù)成反比的定時，定時時間為2—'xA:，其中i是距離發(fā)送節(jié)點的跳數(shù)，k是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，發(fā)送功率選擇的一個常量，定時到后即發(fā)送ACK信息，而距離發(fā)送節(jié)點較近的節(jié)點由于收到較遠(yuǎn)節(jié)點到ACK信息將不再發(fā)送。這樣確保路徑上正確收到包的距發(fā)送節(jié)點跳數(shù)最多的節(jié)點最先回送ACK信息；
(6d)待發(fā)送節(jié)點收到ACK信息后，將找到的到目的節(jié)點路徑的信息發(fā)給最先返回ACK信息的節(jié)點，直到該信息最后到達(dá)發(fā)起尋路過程的源節(jié)點。
(6e)返回路徑的過程中凡聽到返回信息的節(jié)點，將聽到的路徑信息與自己緩存表中的條目進(jìn)行比較。若緩存表條目未達(dá)到條目數(shù)上限則緩存該路徑信息，若已經(jīng)達(dá)到上限則刪除緩存表中超時的條目，并記錄最新偷聽到達(dá)路徑信息。若所有條目都未超時則刪掉含有節(jié)點數(shù)最少的路徑，記錄最新偷聽到的路徑信息。這樣建立和更新的緩存表可以使得直接獲得目的節(jié)點路由的概率增加。步驟7，路由維護(hù)過程。
(7a)進(jìn)行朋友關(guān)系維護(hù)時若發(fā)現(xiàn)路由失效，則下一跳節(jié)點不可達(dá)，這時將在局部先展開維護(hù)過程。該維護(hù)過程為失效處的節(jié)點將需要送達(dá)的下一跳節(jié)點地址告訴可達(dá)的一跳鄰節(jié)點，收到信息的鄰節(jié)點如果有到達(dá)該需要送達(dá)的下一跳節(jié)點的路徑則將信息發(fā)送給該需要送達(dá)的下一跳節(jié)點。收到信息后，該下一跳鄰節(jié)點與失效處節(jié)點重新建立聯(lián)系，并將其之間通過的節(jié)點增加到路徑中，即路由恢復(fù)完成。
(7b)在路由恢復(fù)的過程中，尋路過程由于采用協(xié)同傳輸方式，可以獲得更長的路徑，所以很大概率上失效節(jié)點與需要送達(dá)的下一跳節(jié)點仍能相互通信，協(xié)同傳輸使得路由的魯棒性增加。參照圖4，如果傳輸時初始路徑中A到H失效，但是A仍然可以通過A,F,L,P的路徑將包送達(dá)目的節(jié)點，協(xié)同傳輸可以避免小范圍路由失效的影響。
(7c)如果局部恢復(fù)失敗，則重復(fù)步驟2，由源節(jié)點重新發(fā)起尋找遠(yuǎn)端朋友的過程。參照圖5，本發(fā)明在尋路和業(yè)務(wù)發(fā)送過程中采用的協(xié)同傳輸方式可以有效的優(yōu)化路徑，降低時延。在圖5中，采用該方式前路徑為A,B,C,D,E，F(xiàn)，GH，由于協(xié)同傳輸使得一跳可達(dá)到距離增大，改善后的路徑為A可直接發(fā)送業(yè)務(wù)到H，縮短了路由的跳數(shù)，降低了時延。術(shù)語解釋
ZRP : Zone Routing Protocol,區(qū)域路由協(xié)議；MANET: Mobile Ad hoc network,移動自組織網(wǎng)絡(luò)；
DSDV: Destination-Sequenced Distance-Vector,目的節(jié)點序列距離矢量協(xié)議;ACK: ACKnowledge Character,確認(rèn)字符。
權(quán)利要求
1、一種用于大規(guī)模無線分布式網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同路由方法，包括如下步驟(1)在分群的大規(guī)模無線分組網(wǎng)中，群內(nèi)用DSDV協(xié)議維護(hù)主動式的路由表，群間的通信通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點維護(hù)自己的鄰節(jié)點表完成；(2)每個群的幾個網(wǎng)關(guān)節(jié)點尋找若干不同群的節(jié)點作為遠(yuǎn)端的朋友節(jié)點，該遠(yuǎn)端的朋友節(jié)點所在群作為朋友群，當(dāng)尋找到朋友群后，將該新朋友群的信息包含在DSDV更新消息中，使每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點維護(hù)與其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點互不重復(fù)的朋友群信息；(3)當(dāng)有業(yè)務(wù)要發(fā)送時，先在DSDV路由表和通過偷聽到信息所建立的緩存表中查找路徑，如找到路徑，按該路徑直接發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如未找到路徑，將組播路徑請求信息給各個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點在所擁有的朋友節(jié)點中任意選擇一個，并按照到該朋友節(jié)點的路徑以協(xié)同傳輸方式發(fā)送一個包含請求目的地址和查詢深度的信息；(4)發(fā)送請求目的地址和查詢深度的信息的過程中，凡聽到該信息的節(jié)點如果擁有到目的節(jié)點的路徑，將立即通過協(xié)同傳輸方式返回該到目的節(jié)點的路徑給源節(jié)點，在返回給源節(jié)點的過程中，如果其它網(wǎng)關(guān)節(jié)點偷聽到擁有到目的節(jié)點的路徑信息，將據(jù)此建立緩存表緩存該偷聽到的路徑信息，源節(jié)點收到包含路徑的返回信息后，以協(xié)同傳輸方式發(fā)送包含源路由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包；(5)若發(fā)送的請求目的地址和查詢深度的信息到達(dá)朋友節(jié)點時仍未能找到目的節(jié)點的路徑，并且查詢深度大于0，則將查詢深度減1，另外選擇一個朋友節(jié)點，重復(fù)步驟(4)，繼續(xù)尋路過程，直到查詢深度減小到零為止。(6)若經(jīng)過尋路過程最終仍未能找到目的節(jié)點，按照網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的要求，若允許丟掉該包，則選擇放棄查找，報告丟包，若不允許丟掉該包，則加大查詢深度繼續(xù)查找；(7)若維護(hù)朋友路徑時發(fā)現(xiàn)路由失效，先在失效處發(fā)起局部重新尋找朋友的過程，若局部重新尋找失敗，再重復(fù)步驟(2)，由源節(jié)點發(fā)起全局重新尋找朋友節(jié)點的過程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的路由方法，其中步驟(2)所述的每個群的幾個網(wǎng)關(guān) 節(jié)點尋找若干不同群的節(jié)點作為遠(yuǎn)端的朋友節(jié)點，按如下步驟進(jìn)行(2a)若該備選朋友節(jié)點所在群在已有朋友列表中，則一定不作為朋友節(jié)點， 繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)給自己的鄰節(jié)點；(2b)若該備選朋友節(jié)點所在群不在已有朋友列表中，按概率p=(d-2R)/(r-2R) 決定該備選節(jié)點是否可以作為朋友，其中2R是距離初始節(jié)點的跳數(shù)，d和r分別為 所要找的朋友節(jié)點應(yīng)滿足的最短跳數(shù)和最長跳數(shù)限制；(2c)若到達(dá)網(wǎng)絡(luò)邊界仍未找到朋友節(jié)點時，按原路徑進(jìn)行回朔重新進(jìn)行概率 判斷是否能作為朋友。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的路由方法，其中步驟(3)所述的每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點在所 擁有的朋友節(jié)點中任意選擇一個，并按照維護(hù)的到該朋友節(jié)點的路徑發(fā)送請求目的 地址和查詢深度的信息，按如下步驟進(jìn)行(3a)在DSDV路由表中査找到各網(wǎng)關(guān)節(jié)點的路由，按該路由組播給各網(wǎng)關(guān)節(jié)點；(3b)由各網(wǎng)關(guān)節(jié)點隨機(jī)選擇一個朋友節(jié)點，各個網(wǎng)關(guān)節(jié)點同時向所選朋友節(jié) 點發(fā)送路徑請求信息，進(jìn)行并行査找目的節(jié)點。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l中所述的路由方法，其中步驟(3)所述的按照到該朋友節(jié) 點的路徑以協(xié)同傳輸方式發(fā)送一個包含請求目的地址和查詢深度的信息，按如下步 驟進(jìn)行(4a)待發(fā)送節(jié)點隨機(jī)選擇幾個一跳鄰節(jié)點邀請其協(xié)同，同意參加協(xié)同的節(jié)點 將協(xié)同發(fā)送信息，該信息內(nèi)包含路徑上幾跳之內(nèi)節(jié)點地址；(4b)協(xié)同傳輸獲得更長的傳輸路徑，使得路徑上幾跳之內(nèi)的節(jié)點都能收到信 息，收到后査找請求目的地址的路徑，若找到路徑則立即返回ACK信息給發(fā)送節(jié) 點；(4c)路徑上收到信息的節(jié)點若沒有找到目的地址的路徑，則啟動與距發(fā)送節(jié)點跳數(shù)成反比的定時，定時時間為2—'xA:，其中i是距離發(fā)送節(jié)點的跳數(shù)，k是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，發(fā)送功率選擇的一個常量，以確保路徑上正確收到包的距發(fā)送節(jié)點跳數(shù) 最多的節(jié)點最先回送ACK信息；(4d)待發(fā)送節(jié)點收到ACK信息后，將待發(fā)送的包含請求目的地址和査詢深 度的信息發(fā)給最先返回ACK信息的節(jié)點。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l中所述的路由方法，其中步驟(4)所述的聽到發(fā)送請求目的地址和査詢深度的信息節(jié)點如果擁有到目的節(jié)點的路徑，立即通過協(xié)同傳輸方式 返回給源節(jié)點，按如下步驟進(jìn)行(5a)待發(fā)送節(jié)點隨機(jī)選擇幾個一跳鄰節(jié)點邀請其協(xié)同，同意參加協(xié)同的節(jié)點 將協(xié)同發(fā)送信息，該信息內(nèi)包含返回路徑上幾跳之內(nèi)節(jié)點地址；(5b)協(xié)同傳輸獲得更長的傳輸路徑，使得路徑上幾跳之內(nèi)的節(jié)點都能收到信息，收到信息的節(jié)點啟動與距發(fā)送節(jié)點跳數(shù)成反比的定時，定時時間為2—、A:,其中i是距離發(fā)送節(jié)點的跳數(shù)，k是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，發(fā)送功率選擇的一個常量，以確 保路徑上正確收到包的距發(fā)送節(jié)點跳數(shù)最多的節(jié)點最先返回ACK信息；(5c)待發(fā)送節(jié)點收到ACK信息后將找到的到目的節(jié)點路徑的信息發(fā)給最先 返回ACK信息的節(jié)點。
6、根據(jù)權(quán)利要求1中所述的路由方法，其中步驟(4)所述的以協(xié)同傳輸方式 發(fā)送包含源路由的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包，按如下步驟進(jìn)行(6a)待發(fā)送節(jié)點隨機(jī)選擇幾個一跳鄰節(jié)點邀請其協(xié)同，同意參加協(xié)同的節(jié)點 將協(xié)同發(fā)送信息，該信息內(nèi)包含源路由路徑上幾跳之內(nèi)節(jié)點地址；(6b)協(xié)同傳輸獲得更長的傳輸路徑，使得路徑上幾跳之內(nèi)的節(jié)點都能收到信息，收到信息的節(jié)點啟動與距發(fā)送節(jié)點跳數(shù)成反比的定時，定時時間為2—、A，其中i是距離發(fā)送節(jié)點的跳數(shù)，k是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，發(fā)送功率等選擇的一個常量，以 確保路徑上正確收到包的距發(fā)送節(jié)點跳數(shù)最多的節(jié)點最先回送ACK信息；(6c)待發(fā)送節(jié)點收到ACK信息后將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包發(fā)給最先返回ACK信息的節(jié)占。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于大規(guī)模無線分布式網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同路由方法，它涉及AdHoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。其過程為在分群的無線自組網(wǎng)中，群內(nèi)維護(hù)主動式路由表；群外維護(hù)若干遠(yuǎn)端朋友節(jié)點，朋友節(jié)點所在的群和本群互為朋友群；業(yè)務(wù)發(fā)送時，先在群內(nèi)路由表和路徑緩存表中查找路徑，若未找到則向朋友節(jié)點發(fā)包查詢，查詢過程采用協(xié)同傳輸方式；聽到查詢信息的節(jié)點若有到達(dá)目的節(jié)點的路由則立即返回給源節(jié)點；未達(dá)到查詢深度時，由朋友節(jié)點選擇其它朋友繼續(xù)查詢路徑；找到路徑后采用協(xié)同傳輸方式發(fā)送業(yè)務(wù)信息。本發(fā)明通過引入分群和小世界現(xiàn)象改善大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)路由開銷過大的問題，利用協(xié)同傳輸優(yōu)化路由和縮短傳輸時延，明顯改善了網(wǎng)絡(luò)性能，可用于大規(guī)模分布式網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04W40/30GK101521926SQ200910021908
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者琰 史, 琰 張, 揚 徐, 李建東, 敏 盛, 剛 蒲 申請人:西安電子科技大學(xué)