[发明专利]多播通讯方法及使用此方法的中继节点与无线网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够在减少耗电的前提下有效率地多播的多播通讯方 法及使用此方法的中继节点与无线网络系统。

背景技术

随着无线感测网络技术的日渐成熟，未来无线感测网络将广泛地应用于 我们的生活中。以目前IEEE 802.15.4为基础的ZigBee标准为例，在ZigBee 规格文件(Specification Document)中规范了多播(multicast)的方法，其 可将讯息多播给属于特定群组的节点(node)。ZigBee标准所规范的多播方法 包括非成员模式(Non-member Mode)以及成员模式(Member Mode)。非成员模 式主要是以单方传播(unicast)的一对一(即，一个节点对一个节点)方式传 送讯息包(message packet)，而成员模式则是主要使用广播方式来传送讯息 包。在一个多播通讯开始时，假设由起始节点指定一个特定群组为目标发出 多播包(packet)，其中起始节点会在发出多播包前判断本身是否属于此特定 群组。若起始节点不属于此特定群组时，则起始节点会使用非成员模式将多 播包传送给下一个节点，直到多播包传递至此特定群组的任一成员时，则传 输方式将进入为成员模式并且以成员模式传输此多播包直到结束为止。具体 来说，在ZigBee规格书中所提出的方法中会在讯息包中定义最大非成员范 围(MaxNonMemberRadius)字段与非成员范围(NonMemberRadius)字段。最大 非成员范围字段定义属于此特定群组的节点与此特定群组的任一节点的最 小距离不应超过的范围(即，跳跃数(hop))，例如，当最小距离不应超过的 范围设为2个跳跃数时，则表示属于同一群组的2个节点必须是在其本身可 通讯的范围或最多通过2个不属于此群组的节点来进行通讯。非成员范围字 段定义在讯息包传送过程中记录其经过非属于此特定群组的节点的个数。因 此，在此无线感测网络中的节点收到多播包时，收到多播包的节点会判断是 否接收过此讯息包，如果已接收过此讯息包时则会丢弃讯息包。若收到多播 包的节点没有接收过此讯息包时，则其会检查本身是否属于此特定群组，若 本身属于此特定群组，则将非成员范围字段的值重设为最大非成员范围的 值，并且重新以广播方式继续传送所接收到的多播包。倘若收到多播包的节 点不属于此特定群组时，则检视非成员范围字段的值，其中倘若非成员范围 字段的值为0时，则停止转传所接收到的多播包；倘若非成员范围字段的值 为7时，则表示不限制多播包的转传次数并且继续转传所接收的多播包；以 及倘若非成员范围字段的值为1-6时，则将非成员范围字段的值减一并且转 传所接收的多播包。

然而，在上述多播方法中，虽然ZigBee规定了群组范围来减小广播所 产生的重复讯息包与讯息包碰撞，但是在较高节点密度的网络下，ZigBee 的多播方法仍会造成大量的能量消耗，并会使电力较低的装置快速的消耗电 力，减低装置的运作时间与生命周期。因此，有其需要发展一套能够在兼具 节点(例如，无线传感器)的省电与耗电平衡下有效地多播讯息包给群组内的 成员节点的多播通讯方法。

发明内容

本发明的实施例提供一种多播通讯方法，其适用于在一无线网络中转传 来自于一第一成员节点的一多播包给多个第二成员节点，其中这些第二成员 节点与第一成员节点属于同一群组，此多播通讯方法包括记录第二成员节点 的数目以及与第二成员节点之间的距离。此多播通讯方法也包括从第一成员 节点中接收此多播包并且依据第二成员节点的数目与距离来计算一监听参 数以及依据所计算的监听参数决定一等候时间。此多播方法还包括在所决定 的等候时间期间监听是否有其它节点广播此多播包并且当有其它节点广播 此多播包时判断此多播包是否已传送给所有第二成员节点，其中当此多播包 已传送给所有第二成员节点，则不广播此多播包，反之，则在等候时间到期 之后广播此多播包。