[发明专利]网状网络中的路径建立的方法、中继节点及计算机可读存储介质

说明书

在源节点(102)与目的地节点(104)之间的网状网络(100)中建立中继节点的路径。在路径请求PREQ消息的处理阶段期间，在节点(123)中维护簇表，并且在路径响应PREP消息的处理阶段期间，利用该簇表来建立节点簇(120)，该节点簇包括可以在源节点(102)与目的地节点(104)之间中继后续消息的节点。

技术领域

本文中的实施例涉及在无线通信网络的中继节点中的用于处理源节点与目的地节点之间的路径建立的方法。

背景技术

在过去十年，向无线通信设备提供通信服务的无线通信系统已经得到了发展，能够满足日益增长的对与高速数据传输相关的能力的需求，而且还能在任何指定时间及任何地理位置提供这些能力。为了在任何时间及地点提供服务，无线网络通常包括对一个或多个无线电小区加以维护的一个或多个网络节点(例如无线电基站)，而且，无线通信设备经由这些网络节点进行通信。

不过，在某些情况下，无线网络会遇到范围受限和通信不可靠的问题，使得数据有时在接收机端受到损坏。作为缓解这种范围限制的手段，已经开发出了所谓的网状网络，在这些网状网络中，中间中继节点将数据从源节点中继到目的地节点，并由此扩大了网状网络中节点的范围。换言之，在网状网络中，无线通信设备可以作为中继节点来操作，并且彼此之间直接进行通信，无需无线电基站的参与。

网状网络的连接性描述的是网络节点可以到达网状网络中的另一个节点的比率。在完全连接的网状网络的情形下，所有节点都能够到达所有其他节点。通常，例如在涉及传感器或仪表的机器类型通信(MTC) 中，网状网络中的通信是针对作为接收传感器或计量数据的服务器的单个接收方而执行的。因此，在这样的网状网络中，节点在应用层上唯一的相关连接是与接收其数据的服务器进行的。在这种情况下，如果所有节点都可以与服务器通信，则网络将实现完全连接。对于这样的网状网络来说，借助周期性信令来维持路径的主动路由技术是非常适合的，这是因为对于所有节点而言只需要维护一个路由。因此，如果一个节点能够找到连接到服务器的另一个节点，那么它自己可以通过该节点连接到服务器。或者，对于更多随意选择的目的地节点而言，被动网络可能更合适。在这种情况下，路径在通信需要出现时建立，并且链路在通信停止后的某个时间消失。

网状网络中的路径建立在本领域中是众所周知的。例如，在电气与电子工程师协会(IEEE)的标准802.11TM-2012中，源节点广播路径请求PREQ消息(或者简称为PREQ)，以建立从其自身到目的地节点的路由。PREQ大体上包含源节点、发送机节点和目的地节点的地址，以及表示直到当前节点为止的路径的成本的路径度量。所有正确接收 PREQ的节点对其进行中继，直到它到达目的地节点。对于路径中的每个节点而言，路径度量随着最近链路的链接成本而递增。例如，在IEEE 802.11Mesh中，最常用的路径度量是空中传播时间链路度量ATLM，这种度量表示了模型消息从源节点S中继到目的地节点D所需的发送时间。一个节点可能针对同一个S和D对接收多个PREQ，在这种情况下，它选择具有最低度量的PREQ，链路的度量已经添加到节点自身，因此表示直到当前节点的传输的最低成本。之后，节点通过转播的方式转发 PREQ。如果节点已经转发了一个PREQ，然后再接收到了另一个PREQ，那么，它只会在度量低于前一个度量时转发PREQ。

在接收到PREQ时，目的地节点利用单播路径响应PREP消息(或者简称为PREP)来应答它最近的中继节点。然后沿着中继节点转发PREP，直到它到达源节点并建立了路径。源节点然后将消息中的数据发送到中继节点列表中的第一节点。

网状(Mesh)消息头的地址部分由四个地址字段组成，分别是源节点的地址、发送机节点的地址、接收机节点的地址以及目的地节点的地址。在消息来源于网状网络或者被指定到网状网络外部的情况下，可以对其进行进一步的扩展。

不管网状网络是被动的还是主动的，在网状网络内的源节点与目的地节点之间都会建立路径。为了使消息从源节点发送到目的地节点，中间节点只需要知晓最终的接收方。根据该信息，节点能够查找后续的节点，即，哪个节点对消息进行中继以使其最终到达目的地。