[发明专利]Ad Hoc网络中可支持多速率传输的跨层协同路由方法

权利要求书

1.一种Ad Hoc网络中可支持多速率传输的跨层协同路由方法，包括如下过程：

(1)任意一个节点的高层产生数据后，将数据递交给网络层处理，网络层根据该高层数据的目的地址，先查找缓存中是否存在到达该目的节点的有效路由，若存在，获得下一跳IP地址，并把高层数据组装成特定的网络层数据帧，然后将该数据帧及下一跳IP地址交给ARP层；若不存在到达该目的节点的有效路由，由网络层按照长跳路由原则为该高层数据建立一条到达目的节点的路由，并根据所选路由获得下一跳IP地址，把高层数据组装成特定的网络层数据帧，将网络层数据帧与下一跳IP地址递交给ARP层；

(2)ARP层将网络层递交的下一跳IP地址转换为下一跳MAC地址，并将转换的下一跳MAC地址和网络层递交的数据帧交给MAC层；

(3)MAC层根据下一跳MAC地址，在协同表格中查找满足协同条件的协同节点，若协同节点存在，MAC层采用协同MAC方式进行传输，若协同节点不存在，MAC层则按照DCF方式进行传输；同时网络中的其他节点，通过监听发送的控制帧和数据帧获取链路状态信息，对协同表格进行实时更新。

2.根据权利要求书1所述的协同路由方法，其特征在于过程(1)所述的网络层按照长跳路由原则为高层数据建立一条到达目的节点的路由，按如下过程进行：

1a)任意一个节点S为寻找一条到达目的节点的路由，使用洪泛法发送路由请求消息；

1b)中间节点收到路由请求消息后，若缓存中没有到达该目的节点的有效路由，则延时相应的时间后转发该路由请求消息，设d为该中间节点与发送该路由请求消息的节点之间的距离，则该延时时间设置为：当数据传输速率为2Mbps时的最大传输距离<d<＝数据传输速率为1Mbps时的最大传输距离，该延时时间取值服从均匀分布，均匀分布的区间为[0s，0.01s]；当数据传输速率为5.5Mbps时的最大传输距离<d<＝数据传输速率为2Mbps时的最大传输距离，该延时时间取值服从均匀分布，均匀分布的区间为[0s，0.015s]；否则，该延时时间取值在均匀分布时间的基础上加一个固定退避时间0.005s，即延时时间＝[0s，0.015s]+0.005s；

1c)当路由请求消息到达目的节点或者任何一个缓存有到目的节点路由的中间节点时，目的节点或该中间节点向节点S发送路由应答消息。

3.根据权利要求书1所述的协同路由方法，其特征在于过程(3)所述的MAC层采用协同MAC方式进行传输，按如下过程进行：

3a)任意一个节点根据下一跳MAC地址选择好协同节点后，发送请求协同发送的控制帧；

3b)下一跳目的节点，即下一跳MAC地址对应的节点，收到该控制帧后，若信道空闲，发送CTS控制帧，否则不予回应；

3c)协同节点收到请求协同发送的控制帧和CTS控制帧后，若信道空闲且满足协同要求的数据传输速率，给该任意节点回一个帮助协同传输的控制帧，否则不予回应；

3d)该任意节点若正确收到CTS控制帧和协同节点发送的帮助协同传输的控制帧后，表明协同握手成功，则采用高速的两跳方式传输数据，即该任意节点先给协同节点发送数据，协同节点再转发收到的数据给下一跳目的节点；该任意节点若只收到CTS控制帧，表明协同握手不成功，但竞争到信道，则该任意节点直接发送数据给下一跳目的节点；若该任意节点没有收到CTS控制帧，竞争信道不成功，做相应的传输失败处理；

3e)下一跳目的节点收到该任意节点或协同节点发给自己的数据帧后，直接给该任意节点回ACK控制帧，否则不予回应；

3f)该任意节点在规定的等待时间范围内收到回应的ACK控制帧，表明数据帧已成功传输到下一跳目的节点，该任意节点做相应的传输成功处理；否则，该任意节点做相应的传输失败处理。

4.根据权利要求书1所述的协同路由方法，其特征在于过程(3)所述的对协同表格进行实时更新，采用如下方式：

A、任意一个节点通过与邻节点间的MAC层控制信息交互，获得该节点与邻节点之间的链路状态，从而估计出该节点到邻节点之间的数据帧发送速率，更新协同表格表项中该节点到协同节点、该节点到下一跳目的节点的数据帧发送速率；

B、任意一个节点通过“串扰”收到其它节点对之间的数据包，获得协同节点与下一跳目的节点之间的数据帧发送速率，根据获得的数据帧发送速率更新协同表格表项；

C、网络层在路由维护过程中维护着一张邻居列表，若在路由维护中某邻节点失效，则网络层通过邻居列表获得失效的邻节点信息，并告知MAC层删除协同表格中该邻节点作为协同节点所对应的表项。