[发明专利]一种无线自组织网络适应性路由构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线自组织网络技术领域，更具体地，本发明涉及无线自组织网络中的路由构造方法，特别涉及无线自组织网络可动态调整的适应性路由方法。

背景技术

无线自组织网络由一组不需要任何硬件设施的动态节点组成，由于其灵活、扩展性强的特点，在家庭网络、应急救灾等领域具有广阔的应用前景。虽然无线自组织网络本身具有突出的动态性，但实际上这类网络并不总能持续、稳定地工作，通常很多因素会造成无线自组织网络的不稳定，例如：节点位置的变化会造成网络拓扑结构的变化及节点失效；网络不稳定造成的节点失效会导致网络路由的失效。

目前，尽管已有不少无线自组织网络路由协议，但如何高效、低代价地构造基于虚拟节点的适应性路由，使路由适应网络结构变更、节点失效等变化的问题并没有得到解决。常用的无线自组织网络路由协议主要包括AODV、AOMDV、DSR、TEEN、Flooding、Rumor Routing。这些协议分为主动协议、按需协议和混合协议三类。主动协议需要事先建立路由，路由事先建立之后，若网络节点发生变化而路由未能及时更新，事先建立的路由将会失效；主动协议(诸如，TEEN)如果期望适应变化就需要及时更新事先建立的路由，频繁周期性地路由更新大大增加了路由代价。按需协议只有在数据传递时才创建路由，这类路由使用较新的网络信息，因在使用时才建立，故数据传递延迟较大；按需协议(诸如AODV、AOMDV)虽然对网络拓扑变化有一定适应性，但路由按需建立之后，网络结构变动及节点失效会导致路由重发现，这大大增加了数据传递延迟，严重影响了网络性能。混合协议融合了主动协议和按需协议的特点，同时也包括了二者的缺陷；混合协议(诸如Rumor routing)需要事先建立路由片段，使用时建立路由片段的连接，需要维护事先建立的路由片段代价较高，而且对路由片段中以及片段间的节点失效、网络结构变化的适应能力很弱。

发明内容

为克服现有无线自组织网络中路由重发现代价大、路由重发现加大数据传输延迟以及路由对网络拓扑结构变化适应能力差的缺陷，解决虚拟节点构造、更新及虚拟路由即时装配、配置的问题，本发明提出了一种无线自组织网络路由构造方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种无线自组织网络适应性路由构造方法，包括：

步骤10)、根据节点可达性等价划分来构造虚拟节点，并以虚拟节点为基础来构造从源节点到目标节点的虚拟路由；

步骤20)、在数据传递过程中，动态选择可用的虚拟节点成员来即时配置虚拟路由。

其中，步骤10)之后还包括：适应性更新虚拟节点，局部修复虚拟路由。

其中，步骤10)中，所述可达性等价划分包括：在源节点向目标节点的链路中，相对于上游中间节点可转发其消息并到达目标节点的两个或者多个直接下游中间节点可达性等价。

其中，步骤10)还包括：路由请求消息传递过程中消息发送者将成为消息接收者通向源节点路由上的下一跳虚拟节点的成员；

路由请求响应消息传递过程中消息发送者将成为消息接收者通向目标节点路由上的下一跳虚拟节点的成员。

其中，步骤10)还包括：将可达性等价节点作为虚拟节点成员，在从源节点到达目标节点的路径上，虚拟节点动态选择属于该虚拟节点的成员节点相互替代实现数据传递。

其中，步骤10)包括：

步骤110)、消息接收者收到路由请求消息之后，确定其路由表中存在通向源节点的虚拟节点或者创建新虚拟节点并将消息发送者添加为虚拟节点成员；

步骤120)、确定消息接收者存在通向目标节点的路由，其路由表中存在通向源节点的虚拟节点，消息接收者将向该虚拟节点发出路由请求响应消息；

步骤130)、收到路由请求响应消息的节点确定路由表中存在通向目标节点的虚拟节点，将消息发送者添加为虚拟节点成员，消息接收者确定为源节点，实现源节点与目标节点之间的虚拟路由。

其中，步骤130)还包括：收到路由请求响应消息的节点不是源节点，且确定路由表中不存在通向目标点的虚拟节点，创建新虚拟节点并将消息发送者添加为虚拟节点成员，转发路由请求响应消息。

其中，步骤20)还包括：在数据传递过程中，上游节点在虚拟路由下一跳的虚拟节点成员中根据其传输能力及可用性动态选择可用节点传递数据直至目标节点，实现虚拟路由即时装配、配置。

其中，所述适应性更新虚拟节点和局部修复虚拟路由的步骤包括：