[发明专利]基于环路分群的单向无线自组织网络路由方法

权利要求书

1.基于环路分群的单向无线自组织网络路由方法，该方法中由在单向无线自组织网络中查找到的每一条环路构成一个群，群内的节点保存有到群内其他节点的路由信息，群内的节点之间采用的是一种先应式的路由协议；群间和群外的节点之间只有在有路由需要时才发起路由的查找过程，采用的是一种按需的路由协议，其特征在于该方法包括：

邻居发现过程，网络中的每个节点通过邻居发现过程知道自己有哪些邻居，并确定自己与邻居之间的链路是单向链路还是双向链路；

环路分群过程，首先查找网络中的环路，并把获得的环路当成是一个群，然后让群中的每个节点获得到达群内其他节点的路由；

路由选择过程，当源节点需要向目的节点发送数据时，首先查询自己的路由表中是否有到达目的节点的路由，如果有，则利用已有的路由发送数据；如果没有，则发起路由查找过程以获取到达目的节点的路由；所述的环路分群过程包括：

网络中所有节点最初为初始节点，在网络中任意选取一个节点S，由节点S向网络中广播环路发现消息LDM，LDM的内容包括消息类型、发送节点ID、消息序列号和所经过的节点与经过的链路方向序列，当一个初始节点接收到一个LDM消息，并且自己没有发送过同一LDM，则获取其中的路由信息，并把自己的ID加入到所经过的节点序列中，同时，也将接收LDM的链路方向标识也加入到序列中，然后继续广播转发该消息，所述的链路方向标识为：0表示双向，1表示单向；如果一个节点已经发送过一次相同的LDM，则该节点不再转发LDM，只是查看自己是否在所经过的节点序列中，并获取其中的路由信息；如果一个节点已经加入到某一个群而成为了群内节点，且收到的LDM不是自己发送过的LDM，如果LDM中有新的路由信息，则获取其中的路由信息，否则丢弃收到的LDM；

如果接收到LDM的节点在LDM所经过的节点与经过的链路方向序列中，一种情形是发过来的LDM只传递了一跳，该接收到LDM的节点与邻居之间为双向链路，这种情况下丢弃收到的LDM；另一种情形是该收到LDM的节点获取了网络中的一个环路信息，于是基于此环路的节点和链路即构成一个群，并根据LDM中的节点与链路方向序列建立群内节点的路由表，并沿接收的LDM所经过的路径发送路由建立消息RCM，通知群内节点建立群内路由信息，RCM的内容包括消息类型、发送节点ID、接收节点ID、群标识、群内节点与链路方向序列；

接收到RCM消息的节点首先判断该消息是否发给自己，若不是，则丢弃该消息，若是，则根据节点与链路方向序列建立到群内其他节点的路由；然后，改变消息的接收节点ID继续转发该消息；当环路上的所有节点都接收到了RCM并建立了路由，则基于该环路的群内路由已经建立；

当一个节点收到的RCM中包含的环路信息与自己发送过的RCM完全一样时，将不再转发此RCM；发送RCM的节点在规定的时间内收不到自己发送的RCM即表示环路信息已由其他的RCM传递，不再等待收到自己发送的RCM；

路由维护过程，当网络中的一条链路出现失效时，需要通知源节点与该链路相关的路由已经失效，不能再通过此路由发送数据。

2.根据权利要求1所述的基于环路分群的单向无线自组织网络路由方法，其特征在于所述邻居发现过程包括：每个节点每隔时间T向自己的邻居广播Hello消息，Hello消息中携带有该节点已知邻居节点的标识，当一个节点接收到一个Hello消息，首先查看消息中是否包含了自己的ID，如果包含了自己的ID，则说明该条链路为双向链路，否则为单向链路；然后，将获得的邻居ID和链路方向记录在自己的节点邻居表中，所述的Hello消息的内容包括消息类型、发送节点ID和已知邻居列表；如果一个节点在规定的时间内收不到某个邻居的Hello消息，则认为与该邻居的链路已经失效，将此邻居从自己的邻居表中删除。

3.根据权利要求1所述的基于环路分群的单向无线自组织网络路由方法，其特征在于所述的环路分群过程还包括：

当一个群内节点具有到群外面的路由时，该节点定义为网关节点，网关节点会保存与自己相关的群外路由；当群内节点有到群外面的路由或发现某个群内节点有到群外面的路由或者获得了新的路由时，将通过路由更新消息RUM通知群内其他节点哪个节点为网关节点，并将新的路由发给网关节点；如果一个节点属于两个或两个以上的群，它将保存每个群的信息，发送数据时选取其中最优的路由，并且它也是网关节点，所述RUM的内容包括消息类型、发送节点ID和路由更新列表，所述的最优路由是跳数最少、时延最小、能量消耗最小或稳定度最高的路由。