[发明专利]嵌入式无线自组织网络中对广播消息的转发的管理方法

说明书

本发明公开了一种嵌入式无线自组织网络中对广播消息的转发的管理方法，包括，当无线自组织网络节点接收到广播信息时，提取广播信息中的广播发送节点的邻居列表N1；提取本节点1跳邻居列表N2；将邻居列表N1和本节点1跳邻居列表N2进行对比并取交集，将交集中包含的节点按照节点的序列号进行排序，形成虚拟序列；接收到广播信息的无线自组织网络节点判断接收的广播信息是否是从源节点发出的广播，如果是从源节点发出的广播则按照上述虚拟序列依次转发广播，如果不是从源节点发出的广播则等待固定时间间隙后再按照上述虚拟序列依次发送广播。满足在无线多跳网络中实现稳定可靠的广播通信的要求。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种嵌入式无线自组织网络中对广播消息的转发的管理方法。

背景技术

无线自组织网络是一种建立在无中心架构上的自适应网络。它的特点是节点间的通信完全是自我管理，并且不存在中心管理单元。其原因在于各节点的分布是随机无序的，当节点间的物理距离超过有效点对点通信距离时，即使存在中心控制单元也无法直接进行管理。因此，无线自组织网络中的节点通常是自我管理信息收发过程。由于无线信号在空中传播，不同的信号有可能在空中碰撞，产生冲突，严重的时候接收机甚至无法还原有效信号，导致接收失败。这种情况在广播消息的传播过程中比较明显。常用的无线通信可以分为单播，组播和广播。组播是广播消息的一种特例。因为广播的目的是为了将消息传播到网络中的每个节点，接收到广播消息的节点将进行广播转发。如果没有有效的规划，将会在网络内形成广播风暴，产生严重阻塞。相比较而言，单播虽然也会产生冲突，但是单播消息只在指定的节点之间进行通信，全网冲突的机会相对较低。

采用不同的无线技术，冲突的方式和几率也会有不同，其中以采用FDMA方式进行通信的设备遇到的情况最为普遍。经常被用来建立无线自组织网络的无线技术包括，但不局限于，蓝牙，WIFI, IEEE 802.15.4等标准。其中，蓝牙技术采用跳频的方式（1600跳/秒），在传输过程中数据的每一部分可能在不同的相对窄带（1MHz）的84MHz频率带中发送。通过事先分配的方式，蓝牙设备互相干扰的几率被降到很低的程度，但是这个方式依赖于主设备的存在，即蓝牙所采用的主从工作模式。因此蓝牙很少被用来作为大范围组网的无线技术。WIFI技术采用直接扩频（DSS）FDMA的工作方式，将无线频率划分为不同的相对较宽的信道（20/22MHz）。互通的节点必须工作在相同的信道上，并且在通讯过程中不会切换到其他信道。当有多个设备同时发起通信时，信道不够就会产生无线冲突（信号干扰）。在单播通信进行时，WIFI技术采用载波侦听和退避的算法来减轻冲突的影响。当有数据发送时，设备先检测当前信道的繁忙程度，如果有其他信号或者能量被探测到，则采用随机后退的方式等待下一次机会。IEEE802.15.4也使用FDMA工作方式，并且采用和WIFI技术类似的算法来避免冲突。

在完全随机的情况下，这种方式可以允许独立的节点在有通信需求时使用竞争的方式来接入无线媒介，以获得最快速的响应。并且在通信不成功，比如载波侦听时候遇到信道繁忙，或者通信没有收到预期的应答时候，节点可以通过后退来退避繁忙，或者重新发送来确保数据的成功传递。但是在广播的情况下，由于网络内太多的不确定性，重发机制一般不会采用。当数据包被广播出去后，发送节点没有可靠的手段来确认消息是否被成功投递。

虽然无线广播有以上所述的局限性，但是在无线自组织网络中，因为缺乏有效的中心管理单元，很多机制的实现仍旧依赖于广播方式，比如路由生成过程中，为了从互不相连的节点群中定位出从源节点到目的节点的有效路径，广播通常被使用来询问和返回路由信息。为了使广播消息能够顺利达到目的地，并且考虑到广播会带来大量的转发工作，因此最有效的方式并不是类似于单播通信使用的竞争方法，而是尽可能地使广播的转发有序进行。