一種基于靜態(tài)編隊(duì)分簇的自組網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于靜態(tài)編隊(duì)分簇的自組網(wǎng)系統(tǒng)，包括：根據(jù)靜態(tài)編隊(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簇劃分，各簇內(nèi)包含至少一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是能與至少一個(gè)其它簇的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信的節(jié)點(diǎn)；所述各簇頭建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。本發(fā)明使各編隊(duì)內(nèi)部和編隊(duì)之間均能提供較小的端到端時(shí)延，同時(shí)充分利用靜態(tài)編隊(duì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制信令開(kāi)銷，從而節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量損耗。
【專利說(shuō)明】
一種基于靜態(tài)編隊(duì)分簇的自組網(wǎng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線自組網(wǎng)，尤其涉及一種基于靜態(tài)編隊(duì)分簇的自組網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線鏈路組成的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，具有無(wú)中心節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化、不依賴于任何固定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等特點(diǎn)，因此能實(shí)現(xiàn)快速組網(wǎng)，可廣泛應(yīng)用于軍事通信。
[0003]在軍事行動(dòng)中，常形成以編隊(duì)為基本作戰(zhàn)單元的作戰(zhàn)體系，編隊(duì)內(nèi)部統(tǒng)一管理，編隊(duì)之間協(xié)同工作，具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性。在行軍作戰(zhàn)或駐軍休息時(shí)，編隊(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本固定，具有靜態(tài)編隊(duì)特征。在這種組織結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景中，編隊(duì)內(nèi)部各個(gè)節(jié)點(diǎn)依賴電池進(jìn)行能量供給，因此需要提供一種既能滿足業(yè)務(wù)需求，又能節(jié)省網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷減少電池能量損耗的高效路由方法。
[0004]目前常見(jiàn)于移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的路由算法主要分為兩類:主動(dòng)路由算法(Table-Driven)和按需路由算法(On-Demand)。在主動(dòng)路由中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都在本地維護(hù)一個(gè)包含到達(dá)其他所有節(jié)點(diǎn)的路由信息表，并與其他節(jié)點(diǎn)周期性交換該路由信息。當(dāng)節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，直接查詢路由表即可。因此主動(dòng)路由能保證較好的實(shí)時(shí)性以及服務(wù)質(zhì)量，但是需要花費(fèi)較大的代價(jià)維護(hù)路由信息。與主動(dòng)路由不同，按需路由不需要周期性廣播路由更新信息，只有在節(jié)點(diǎn)有通信需求時(shí)才會(huì)建立路由，因此大大減少了發(fā)送控制分組帶來(lái)的開(kāi)銷，但會(huì)帶來(lái)較大的數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)延。
[0005]在基于編隊(duì)的軍事通信中，無(wú)論是編隊(duì)內(nèi)部還是編隊(duì)之間的業(yè)務(wù)，往往都有較高的實(shí)時(shí)性要求，且由于節(jié)點(diǎn)能量受限，開(kāi)銷控制也是路由方法需要考慮的重點(diǎn)。但編隊(duì)內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，可利用編隊(duì)進(jìn)行自然分簇，編隊(duì)內(nèi)部某些特殊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)。在這種業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣飨?，單純的按需路由或主?dòng)路由都無(wú)法提供較好的性能保障。
[0006]在傳統(tǒng)的分簇路由協(xié)議中，往往采用簇內(nèi)主動(dòng)路由簇間按需路由相結(jié)合的尋路方法。這種方法能保證簇內(nèi)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性，對(duì)簇間業(yè)務(wù)，當(dāng)源和目的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間相距跳數(shù)較多時(shí)，存在較大的端到端時(shí)延。且由于簇間采用基于洪泛的路由查找，所有節(jié)點(diǎn)都需要廣播路由請(qǐng)求消息，路由控制信令的開(kāi)銷較大。同時(shí)，這種方法沒(méi)有充分利用靜態(tài)編隊(duì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于靜態(tài)編隊(duì)分簇的自組網(wǎng)系統(tǒng)，包括:根據(jù)靜態(tài)編隊(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簇劃分，各簇內(nèi)包含至少一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是能與至少一個(gè)其它簇的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信的節(jié)點(diǎn)；所述各簇頭建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。
[0008]優(yōu)選的，所述建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表包括:各簇頭周期性產(chǎn)生簇頭消息，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送給其他簇頭；所述簇頭消息包括本簇頭ID和其一跳鄰居簇的簇頭ID ;各簇頭接收到其他簇頭的簇頭消息后，存儲(chǔ)其中的虛擬連接關(guān)系，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)所述接收到的簇頭消息；各簇頭基于所述虛擬連接關(guān)系，建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。
[0009]優(yōu)選的，還包括:所述各簇的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)建立和維護(hù)本簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的路由表，具體:所述各簇的簇內(nèi)各節(jié)點(diǎn)通過(guò)周期性發(fā)送拓?fù)淇刂葡?，獲取與簇內(nèi)其他各節(jié)點(diǎn)的鄰接關(guān)系和鏈路質(zhì)量信息，計(jì)算簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間基于鏈路質(zhì)量的路由表。
[0010]進(jìn)一步的，所述簇頭間的虛擬路由表的建立和維護(hù)具體包括:各簇頭周期性產(chǎn)生簇頭消息，所述簇頭消息包含簇頭ID和其鄰居簇的簇頭ID ;各簇頭通過(guò)簇內(nèi)路由表將所述簇頭消息發(fā)送給本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述簇頭消息，廣播給其他簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述其他簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收到所述簇頭消息，單播給所述其他簇的簇頭；所述其他簇的簇頭接收所述簇頭消息，存儲(chǔ)其中的虛擬連接關(guān)系，并采用上述傳播方式繼續(xù)傳播所述簇頭消息；所述各簇頭基于所述虛擬連接關(guān)系，建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。其中，所述本簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)時(shí)，則所述本簇的簇頭將所述簇頭消息單播給所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述本簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)以上時(shí)，則所述本簇的簇頭將所述簇頭消息組播給所述本族各網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
[0011]優(yōu)選的，還包括:簇內(nèi)業(yè)務(wù)采用主動(dòng)或按需路由算法建立路由；簇間業(yè)務(wù)由源節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述簇頭間虛擬路由表，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭，再由目的簇簇頭發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。
[0012]進(jìn)一步的，所述簇間業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包的傳遞過(guò)程具體包括:所述源節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇內(nèi)路由表將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給本簇的簇頭節(jié)點(diǎn)；本簇簇頭節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述簇頭間虛擬路由表，查找去往目的節(jié)點(diǎn)所在簇的一跳鄰居簇頭，將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給與所述一跳鄰居簇之間的本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包并廣播給其一跳鄰居節(jié)點(diǎn)；所述下一跳簇頭所在簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包并單播給所述下一跳簇頭；所述下一跳簇頭根據(jù)簇頭間虛擬路由表通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)包傳遞給其下一跳簇頭或目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭；所述目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭接收數(shù)據(jù)包后，根據(jù)簇內(nèi)路由表將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述目的節(jié)點(diǎn)。
[0013]本發(fā)明提出系統(tǒng)使各編隊(duì)內(nèi)部和編隊(duì)之間均能提供較小的端到端時(shí)延，同時(shí)充分利用靜態(tài)編隊(duì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制信令開(kāi)銷，從而節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的簇內(nèi)和簇間路由示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例；需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]本發(fā)明提出一種基于靜態(tài)編隊(duì)分簇的自組網(wǎng)系統(tǒng)，包括:根據(jù)靜態(tài)編隊(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簇劃分，各簇內(nèi)包含至少一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是能與至少一個(gè)其它簇的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信的節(jié)點(diǎn)；所述各簇頭建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。
[0018]優(yōu)選的，所述建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表包括:各簇頭周期性產(chǎn)生簇頭消息，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送給其他簇頭；所述簇頭消息包括本簇頭ID和其一跳鄰居簇的簇頭ID ;各簇頭接收到其他簇頭的簇頭消息后，存儲(chǔ)其中的虛擬連接關(guān)系，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)所述接收到的簇頭消息；各簇頭基于所述虛擬連接關(guān)系，建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。
[0019]優(yōu)選的，還包括:所述各簇的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)建立和維護(hù)本簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的路由表，具體包括:所述各簇的簇內(nèi)各節(jié)點(diǎn)通過(guò)周期性發(fā)送拓?fù)淇刂葡?，獲取與簇內(nèi)其他各節(jié)點(diǎn)的鄰接關(guān)系和鏈路質(zhì)量信息，計(jì)算簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間基于鏈路質(zhì)量的路由表。
[0020]進(jìn)一步的，所述簇頭間的虛擬路由表的建立和維護(hù)具體包括:各簇頭周期性產(chǎn)生簇頭消息，所述簇頭消息包含簇頭ID和其鄰居簇的簇頭ID ;各簇頭通過(guò)簇內(nèi)路由表將所述簇頭消息發(fā)送給本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述簇頭消息，廣播給其他簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述其他簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收到所述簇頭消息，單播給所述其他簇的簇頭；所述其他簇的簇頭接收所述簇頭消息，存儲(chǔ)其中的虛擬連接關(guān)系，并采用上述傳播方式繼續(xù)傳播所述簇頭消息；所述各簇頭基于所述虛擬連接關(guān)系，建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。其中，所述本簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)時(shí)，則所述本簇的簇頭將所述簇頭消息單播給所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述本簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)以上時(shí)，則所述本簇的簇頭將所述簇頭消息組播給所述本族各網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
[0021]優(yōu)選的，還包括:簇內(nèi)業(yè)務(wù)采用主動(dòng)或按需路由算法建立路由；簇間業(yè)務(wù)由源節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述簇頭間虛擬路由表，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭，再由目的簇簇頭發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。
[0022]進(jìn)一步的，所述簇間業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包的傳遞過(guò)程具體包括:所述源節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇內(nèi)路由表將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給本簇的簇頭節(jié)點(diǎn)；本簇簇頭節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述簇頭間虛擬路由表，查找去往目的節(jié)點(diǎn)所在簇的一跳鄰居簇頭，將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給與所述一跳鄰居簇之間的本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包并廣播給其一跳鄰居節(jié)點(diǎn)；所述下一跳簇頭所在簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包并單播給所述下一跳簇頭；所述下一跳簇頭根據(jù)簇頭間虛擬路由表通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)包傳遞給其下一跳簇頭或目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭；所述目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭接收數(shù)據(jù)包后，根據(jù)簇內(nèi)路由表將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述目的節(jié)點(diǎn)。
[0023]本發(fā)明提出系統(tǒng)使各編隊(duì)內(nèi)部和編隊(duì)之間均能提供較小的端到端時(shí)延，同時(shí)充分利用靜態(tài)編隊(duì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制信令開(kāi)銷，從而節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量損耗。
[0024]本發(fā)明主要包括:
[0025]系統(tǒng)根據(jù)編隊(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分簇劃分，編隊(duì)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)獨(dú)立簇，簇內(nèi)某個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)成為簇頭，如排長(zhǎng)等；簇內(nèi)有些能與其他簇的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信的節(jié)點(diǎn)，成為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
[0026]系統(tǒng)針對(duì)簇內(nèi)和簇間業(yè)務(wù)，進(jìn)行不同的尋路方式。
[0027]對(duì)于簇內(nèi)業(yè)務(wù)，可以采用主動(dòng)路由0LSR，每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送拓?fù)淇刂葡@取與簇內(nèi)所有其他節(jié)點(diǎn)之間的鄰接關(guān)系和鏈路質(zhì)量信息，基于該鄰接關(guān)系，采用Dijkstra算法計(jì)算簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間基于鏈路質(zhì)量的路由表；
[0028]對(duì)于簇間業(yè)務(wù)，則可以主要由簇頭節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。簇頭和簇頭節(jié)點(diǎn)之間不一定能直接通信，卻可以建立簇頭之間的”虛擬路徑”。
[0029]具體方式為:
[0030]首先，簇頭節(jié)點(diǎn)周期性產(chǎn)生簇頭信息，該消息包含簇頭自身和周圍一跳鄰居簇簇頭ID;然后，簇頭利用簇內(nèi)主動(dòng)路由信息，將簇頭信息單播給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(如有多個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，則通過(guò)組播方式廣播給所有網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn))；
[0031]網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收到簇頭信息后，將該消息廣播給自己的一跳鄰居節(jié)點(diǎn)(廣播范圍可以限于一跳)；
[0032]鄰居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收到簇頭信息后，將該消息單播給自己的簇頭節(jié)點(diǎn)；
[0033]簇頭節(jié)點(diǎn)收到其他簇頭節(jié)點(diǎn)的信息后，存儲(chǔ)與其他簇頭之間的”虛擬連接”關(guān)系，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點(diǎn)的簇頭信息。
[0034]利用這種方式，網(wǎng)絡(luò)中的簇頭節(jié)點(diǎn)便能拿到與其他所有簇頭節(jié)點(diǎn)之間的”虛擬拓?fù)洹边B接關(guān)系?；谠撨B接關(guān)系，簇頭節(jié)點(diǎn)便可計(jì)算到網(wǎng)絡(luò)中其他簇頭節(jié)點(diǎn)的”虛擬路由”。這里簇頭與簇頭節(jié)點(diǎn)之間不一定能直接進(jìn)行通信，但是基于建立起來(lái)的拓?fù)潢P(guān)系，簇頭節(jié)點(diǎn)可以快速高效的得到去往其他簇頭的大致路徑，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，便能建立簇頭與簇頭之間的數(shù)據(jù)通信。因此，把簇頭節(jié)點(diǎn)之間建立起來(lái)的連接關(guān)系稱為”虛擬路由”。
[0035]上述系統(tǒng)中，充分利用靜態(tài)編隊(duì)屬性，結(jié)合靜態(tài)編隊(duì)的拓?fù)涮卣鬟M(jìn)行路由選擇；簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)建立基于鏈路質(zhì)量的主動(dòng)路由，不但能保證鏈路上的傳輸速率，且能滿足簇內(nèi)業(yè)務(wù)較高的實(shí)時(shí)性要求；利用簇頭節(jié)點(diǎn)之間建立的”虛擬路由”信息，進(jìn)行跨簇業(yè)務(wù)的路由選擇時(shí)，不再以洪泛的方式進(jìn)行路由查詢，大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)中的控制信令開(kāi)銷；同時(shí)基于簇頭之間提前建立起來(lái)的”虛擬路由”，可快速將數(shù)據(jù)包傳輸至目的節(jié)點(diǎn)；簇頭節(jié)點(diǎn)之間周期性進(jìn)行簇頭信息的交互，保證了簇頭之間”虛擬路徑”的實(shí)時(shí)性。
[0036]實(shí)施例:以圖1所示的拓?fù)湎麓貎?nèi)和簇間路由為例:
[0037]1、簇內(nèi)路由:
[0038]簇內(nèi)采用傳統(tǒng)主動(dòng)路由0LSR，每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送帶有鏈路質(zhì)量的拓?fù)淇刂菩畔?，簇?nèi)其他節(jié)點(diǎn)對(duì)該消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而獲取簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系，基于該連接矩陣，采用Dijkstra算法計(jì)算基于鏈路質(zhì)量的路由表；
[0039]2、簇間”虛擬路由”:
[0040]以簇I的簇頭A節(jié)點(diǎn)為例。
[0041](I)A周期性產(chǎn)生簇頭消息，該消息包含A自身ID以及周圍鄰居簇簇2和簇4的簇頭B和M的ID ;
[0042](2)A將該簇頭消息通過(guò)簇內(nèi)主動(dòng)路由組播給簇I所有的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(若只有一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行單播)；
[0043](3)簇I網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收到簇頭消息后，將該消息進(jìn)行廣播，廣播范圍僅限一跳鄰居；
[0044](4)簇2和簇4內(nèi)與簇I相鄰的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收到簇I網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)廣播的簇頭消息后，將該消息單播給自己所在簇的簇頭B和M ;
[0045](5)B和M收到A的簇頭消息后，存儲(chǔ)其中的鄰接關(guān)系，并采用2) — 4)的傳播方式繼續(xù)傳播該簇頭消息；
[0046]其他簇頭采用相同的方式，周期性產(chǎn)生簇頭消息并對(duì)外傳播。
[0047]通過(guò)以上方式建立族頭之間的鄰接關(guān)系(如:A的一跳鄰族族頭為B和M，兩跳鄰簇簇頭為C和N)，基于該鄰接關(guān)系，采用Dijkstra算法，計(jì)算簇頭到簇頭之間最短跳數(shù)的”虛擬路由”。
[0048]3、簇間數(shù)據(jù)傳輸:
[0049]以簇I內(nèi)節(jié)點(diǎn)i與簇2內(nèi)節(jié)點(diǎn)j之間的數(shù)據(jù)通信為例:
[0050](I)節(jié)點(diǎn)i在有和節(jié)點(diǎn)j的數(shù)據(jù)通信需求時(shí)，先將數(shù)據(jù)包發(fā)送給簇I的簇頭A節(jié)占.V，
[0051](2)簇頭A以節(jié)點(diǎn)j所在簇的簇頭ID⑶為索引，查找本地”’虛擬路由表”中去往B的下一跳簇頭信息；由于B是A的鄰簇，A去往B的下一跳簇頭即為B ;
[0052](3)簇頭A將數(shù)據(jù)包單播給與簇2之間的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)d，d收到數(shù)據(jù)包后將數(shù)據(jù)包廣播給自己的一跳鄰居；
[0053](4) e作為d的一跳鄰居，收到數(shù)據(jù)包后將數(shù)據(jù)包單播給所在簇的簇頭B ;
[0054](5)簇頭B最后將數(shù)據(jù)包單播給簇成員j節(jié)點(diǎn)。
[0055]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0056]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于靜態(tài)編隊(duì)分簇的自組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 根據(jù)靜態(tài)編隊(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簇劃分，各簇內(nèi)包含至少一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是能與至少一個(gè)其它簇的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信的節(jié)點(diǎn)；所述各簇頭建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表包括: 各簇頭周期性產(chǎn)生簇頭消息，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送給其他簇頭；所述簇頭消息包括本簇頭ID和其一跳鄰居簇的簇頭ID ; 各簇頭接收到其他簇頭的簇頭消息后，存儲(chǔ)其中的虛擬連接關(guān)系，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)所述接收到的簇頭消息； 各簇頭基于所述虛擬連接關(guān)系，建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 所述各簇的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)建立和維護(hù)本簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的路由表，具體包括: 所述各簇的簇內(nèi)各節(jié)點(diǎn)通過(guò)周期性發(fā)送拓?fù)淇刂葡ⅲ@取與簇內(nèi)其他各節(jié)點(diǎn)的鄰接關(guān)系和鏈路質(zhì)量信息，計(jì)算簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)間基于鏈路質(zhì)量的路由表。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述簇頭間的虛擬路由表的建立和維護(hù)具體包括: 各簇頭周期性產(chǎn)生簇頭消息，所述簇頭消息包含簇頭ID和其鄰居簇的簇頭ID ; 各簇頭通過(guò)簇內(nèi)路由表將所述簇頭消息發(fā)送給本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)； 所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述簇頭消息，廣播給其他簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)； 所述其他簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收到所述簇頭消息，單播給所述其他簇的簇頭； 所述其他簇的簇頭接收所述簇頭消息，存儲(chǔ)其中的虛擬連接關(guān)系，并采用上述傳播方式繼續(xù)傳播所述簇頭消息； 所述各簇頭基于所述虛擬連接關(guān)系，建立和維護(hù)簇頭間的虛擬路由表。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述本簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)時(shí)，則所述本簇的簇頭將所述簇頭消息單播給所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；所述本簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)以上時(shí)，則所述本簇的簇頭將所述簇頭消息組播給所述本簇各網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 族內(nèi)業(yè)務(wù)米用主動(dòng)或按需路由算法建立路由； 簇間業(yè)務(wù)由源節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述簇頭間虛擬路由表，通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭，再由目的簇簇頭發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述簇間業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包的傳遞過(guò)程具體包括: 所述源節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇內(nèi)路由表將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給本簇的簇頭節(jié)點(diǎn)； 本簇簇頭節(jié)點(diǎn)通過(guò)所述簇頭間虛擬路由表，查找去往目的節(jié)點(diǎn)所在簇的一跳鄰居簇頭，將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給與所述一跳鄰居簇之間的本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)； 所述本簇網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包并廣播給其一跳鄰居節(jié)點(diǎn)； 所述下一跳簇頭所在簇的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包并單播給所述下一跳簇頭；所述下一跳簇頭根據(jù)簇頭間虛擬路由表通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)包傳遞給其下一跳簇頭或目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭； 所述目的節(jié)點(diǎn)所在簇的簇頭接收數(shù)據(jù)包后，根據(jù)簇內(nèi)路由表將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述目的節(jié)點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H04W40/24GK105992301SQ201510075784
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日
【發(fā)明人】施錢寶, 孫鵬, 董付現(xiàn), 李靜葉
【申請(qǐng)人】北京信威通信技術(shù)股份有限公司