[发明专利]一种线型拓扑无线自组网网络路由方法

说明书

本发明涉及一种线型拓扑无线自组网网路由方法，属于无线通信网络路由技术领域。该方法包括：网络中每个无线节点内生成一张静态的无线节点之间拓扑结构关系表；在网络运行过程中，每个无线节点基于实时状态生成一张动态的无线节点跟无线终端关联表并动态维护；各无线节点收到需转发无线通信数据包后，根据本地路由表中该目的无线终端的最短路由路径或进行最短路由路径计算转发到目的无线终端；当目的无线终端移动并关联到新的无线节点或无线节点之间的链路发生中断等影响该最短路由路径有效性时，删除其本地路由表中的对应记录，在本地路由表中新增该条记录。本发明具有网络负荷低、路由效率高、实现简单以及硬件性能要求低的特点。

技术领域

本发明属于无线通信网络路由技术领域，特别提出一种线型拓扑无线自组网网络路由方法。

背景技术

无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动无线节点所组成的一个临时性多跳自治系统，它不依赖于预设的基础设施，具有可临时组网、快速展开、无控制中心、抗毁性强等特点。无线自组网的拓扑结构存在多种类型，包括树型、网状、线型等。其中，线型拓扑结构无线自组网是一种特殊的树型拓扑结构，指以根无线节点为起始层无线节点，每层一个无线节点，多个无线节点逐层级联，可以在少量无线节点情况下实现较远距离的网络覆盖，如图1所示的题为《一种线型拓扑结构无线自组网组网方法》的专利申请文件(中国专利申请号：CN201810188947.8)的线型拓扑结构拓扑结构。另外，该处“线型”仅仅表达了其无线节点逐层级联关系，并非部署空间一定是直线。

无线自组网路由技术是指对在无线自组网内进行网络信息转发和交换的技术，其包括路由拓扑信息的收集和维护、路由路径查询计算以及路由路径维护等内容。其中，路由拓扑信息的收集和维护是指网络无线节点相对位置和之间连接状态信息的收集和维护，包括相邻无线节点的发现、链路状态的广播、整个网络拓扑的计算和维护等内容。路由路径查询计算是指在无线节点收到网络信息转发和交换需求后进行转发路径查找和确定的过程，包括路径的建立过程管理和控制、最优路由指标值(如：跳数少、延时少等)的计算等内容。路由路径维护包括路由路径的新建、更新和删除等内容。

现有无线自组网路由技术中，主要是针对无线自组网络拓扑结构较为复杂的场景来设计的，如：网状拓扑结构或树型拓扑结构等，这些网络的路由技术复杂度高，实现难度大，对硬件的性能要求高，比如：动态源路由DSR(Dynamic Source Routing)、无线自组网按需距离矢量AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector routing)、目的序列路径矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance Vector routing)、优化的链路状态路由OLSR(Optimized Link State Routing)等典型无线自组织网络路由技术。

例如现有无线自组网AODV的泛洪路由技术方案包括以下步骤：

1)路由拓扑信息的收集和维护：按场景需求设置的多个动态无线节点的路由大多是通过动态无线节点发现方式来收集网络拓扑和路由路径信息，即：数据包发送的无线节点向网络邻居无线节点广播路由请求消息(RREQ)，直到接收无线节点确认该目的无线节点可达后构造一个路由响应包(RREP)，该路由技术增加了网络的负荷。

2)路由路径查询计算：对于路由路径查询计算的确认，AODV是通过路由路径遍历后收到路由应答的结果来确认最终的路由路径，而非通过路由算法和拓扑结构信息来计算得到。

3)路由路径的维护：AODV路由技术是通过无线节点来存储到达目的无线节点路由路径信息。若发现在该路由路径表项中在一段固定时间内没有再次采用或某段链路中断，则删除该条旧路由路径内容，然后通知路径上相关无线节点删除该条旧路由路径。另外，如后续要向该目的无线节点转发或交换网络信息，则需要重新返回步骤1)进行路由发现过程。这种被动路由维护方式效率较低。