[发明专利]面向透明传输设备的远距离无线多跳数据轮询方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机网络数据收集方法，尤其是一种面向透明传输设备的远距离无线多跳数据轮询方法。

背景技术

透明传输设备是一类使用非常广泛的无线通信设备，它具有使用简单，传输方便的优点。然而由于透明传输设备在数据接收时无法获得信号强度，并且单跳的透明传输设备之间，通信距离也非常有限。现有的面向透明传输设备的轮询协议大多只能应用于单点对多点进行简单的单跳的数据轮询。然而，当需要对数据进行远距离的传输时，单跳的数据轮询协议就无法满足数据传输的需求。

类似AODV、DSR等的自组织多跳网络协议，可以提供自适应的、稳定的多跳的数据传输。但是这类协议进行数据轮询之前，往往需要进行按需的路由寻找。路由寻找会产生大量广播式请求包，而且整个过程比较慢，网络的流量负载也比较大。同时，这类协议必须依赖信道冲突检测，信道质量估计等硬件特征，但是透明传输设备无法提供此类服务。

发明内容

为了克服现有的面向透明传输设备的无线数据汇聚系统中在链路质量估计，自组织组网能力上的不足，并降低路由发现所需的成本，本发明提出了一种面向透明传输设备的远距离无线多跳数据轮询方法，以实现数据的高速稳定的汇聚传输。

一种面向透明传输设备的远距离无线多跳数据轮询方法包括以下步骤：

a)数据汇聚节点和数据发送节点组成一个无线多跳的数据轮询网络，数据汇聚节点通过向数据发送节点发送数据请求包来发起一次数据请求，数据发送节点通过发送数据应答包将数据提交到所述数据汇聚节点中；

无线多跳的数据轮询网络的节点包括数据发送节点和数据汇聚节点；未加入无线多跳的数据轮询网络的数据发送节点和一定超时时间内没有收到数据请求包的数据发送节点通过邻居发现加入到现有的数据轮询网络中，包括以下步骤：

a1.未加入无线多跳的数据轮询网络的数据发送节点和一定超时时间内没有收到数据请求包的数据发送节点重新加入网络，其中超时时间由系统的轮询周期所确定，一般设置为轮询周期的两倍；

a2.步骤a1中的数据发送节点广播邻居发现包，邻居发现包是链路层的一种用于专门用于邻居发现的单独的包类型；

a3.邻居节点在收到步骤a2中的数据发送节点的邻居发现包时，添加该数据发送节点到邻居链路质量估计表中；

a4.当邻居节点在向数据汇聚节点发送数据应答包时，若数据应答包有剩余空间能容纳链路质量信息，则将步骤a3中的数据发送节点的信息通过数据应答包而发送至数据汇聚节点；

a5.数据汇聚节点将步骤节a4中的数据发送节点加入到数据发送节点列表中，并开始对其进行数据轮询。

b)数据轮询网络中的所有任意两个相邻节点之间通过链路质量估计得到无线链路的质量，并由各个数据发送节点上传到数据汇聚节点中，包括以下步骤：

b1.数据轮询网络中的每个节点监听网络中所有其周围邻居节点发出的包；

b2.节点接收到一个链路层包，并读取包的链路层源地址和链路层序号；

b3.节点将步骤b2中的链路层序号和上一次所接收的发包数据节点的链路层序号做比较，计算出期间丢失的包的个数；

b4.节点更新该邻居节点的链路质量估计和最新的链路层序号；

c)数据汇聚节点通过链路质量信息，分别计算出向各个数据发送节点发送数据请求包的最佳的数据请求包发送路径；

d)数据汇聚节点对所有数据发送节点按照对应的最佳路径依次进行数据轮询，包括以下步骤：

d1.数据汇聚节点利用的链路质量信息，通过Dijkstra最短路径算法计算出对目标数据发送节点进行数据轮询的最佳路由；

d2.数据汇聚节点发送数据请求包，并根据路径长度计算出数据汇聚节点所需的等待时间阈值，计算方法为：数据汇聚节点的等待时间阈值＝单跳发包速度×2×(路径长度-1)；

数据汇聚节点在等待时间阈值内等待，直到收到数据应答包或失败确认包或者等待超时；

其中数据请求包包括以下部分：

一个唯一标识数据请求包的数据请求序号，该序号在每次数据汇聚节点发起一次数据请求时依次递增；

一个用于确认数据成功接受的数据确认序号，该序号表示数据汇聚节点最近一次从该目标数据发送节点成功接收的数据应答包中的数据序号；

TTL，用来确定数据请求包及其数据应答包在网络中的最大停留时间；