[发明专利]多跳异构无线网络中多任务路由的方法、网络及节点

说明书

将多跳异构无线网络划分成一组子网络，该组子网络包括具有第一汇节点的第一子网络和具有第二汇节点的第二子网络。节点形成所述第一子网络的一部分和所述第二子网络的一部分，并且根据子网络而具有不同操作模式。例如，节点具有规定了第一子网络中的路由类型的第一MOP和规定了第二子网络中的路由类型的第二MOP。节点基于该节点的与子网络无关的可用路由资源并且基于在子网络当中改变的必要路由资源，确定所述MOD。节点根据第一MOP在第一子网络中对分组进行路由，并且根据第二MOP在第二子网络中对分组进行路由。

技术领域

本发明总体上涉及在无线网络中对分组进行路由，并且具体地，涉及在包括具有异构资源和能力的节点的多跳无线网络中对分组进行路由。

背景技术

无线网络可以基于该网络的节点的资源和能力而分类成同构网络和异构网络。在同构网络(如常规的无线传感器网络)中，所有节点具有相同的资源和能力。另一方面，在异构无线网络(如无线物联网(IoT)网络)中，节点具有不同的资源和能力。一些节点有诸如存储器、存储部、处理能力、能源供应以及通信能力的更多资源。其它节点具有有限的资源和能力。结果，一些节点可以执行更多功能，而其它节点只能执行有限的功能。

常规的分层路由方法是为同构无线网络设计的，未考虑节点异构性和应用需求。例如，专利文献1“methods and apparatus for hierarchical routing incommunication networks”确定多个受约束的加权路径来连接通信网络中的群集的边界节点对，每个受约束的加权路径都具有相应带宽和相应权重。受约束的加权路径选择基于带宽阈值。其没有解决如何形成群集以及用于形成群集的度量。其不考虑所选节点是否具有足够的资源来执行与其它群集的连接。因此，仅考虑同构网络。

专利文献2“method and apparatus for hierarchical routing inmultiprocessor mesh- based systems”描述了一种用于网格系统中的分层路由的方法和装置。该方法将节点的网格网络分成多个矩形区域，确定从所述多个矩形区域中的源区域到目的地区域的分区路由，并提供从一个矩形区域内的源节点到同一矩形区域内的目的地节点的区域路由。该方法还可以包括利用分区路由和区域路由将分组从源区域内的源节点路由至目的地区域内的目的地节点。然而，这种方法同样是为同构网络设计的，不考虑节点资源、路由度量以及目标函数，而仅考虑可达性。

用于低功率和有损网络的IPv6路由协议(RPL)是由因特网工程任务组(IETF) 开发的路由协议。RPL将网络的节点组织成被称作面向目的地的有向无环图(DODAG) 的树状拓扑。基于预先确定的存储器阈值，RPL定义了四种操作模式(MOP)：MOP ＝0、MOP＝1、MOP＝2及MOP＝3。然而，RPL要求网络中的所有路由器节点可以具有相同的MOP，即，所有路由器节点可以具有与汇节点(sink node)的MOP相同的MOP。如果节点的MOP与汇节点的MOP不同，那么该节点只能作为叶节点加入网络，并因此无法扩展网络。结果，RPL可以对物理连接的网络进行分区。另外，RPL 需要网络内的单一目标函数和相同的路由度量。结果，RPL也是为同构网络设计的。

[引文列表]

[专利文献]

[PTL1]US 8,773,992 B2

[PTL2]US 2009/0274157 A1

发明内容

因此，希望提供一种资源感知路由方法，该方法基于节点的不同资源和能力来修改其路由功能。

本发明的一些实施方式基于这样的认识，即，在多跳异构无线网络中，可以基于不同的应用需求和资源需求来构建网络拓扑。例如，应当向节点提供异构目标函数和路由度量，以选择适当的目标函数集和路由度量，来构建拓扑的多层和多群集。