一种无线自组网路由算法制造技术

本发明专利技术公开了一种无线自组网路由算法，属于无线自组网及路由等技术领域。其流程包括邻居探测、链路质量计算、链路质量更新、网络控制信息发送、拓扑生成、转发表计算等步骤。本发明专利技术可以实现链路不稳定情况下无线自组网逻辑拓扑的稳定，消除链路闪烁，同时可快速跟踪实际拓扑，使得无线自组网可以高效、可靠地传输运行。本发明专利技术逻辑清晰、参数设置简单，可适用于各种无线自组网的路由计算。

A routing algorithm for Wireless Ad Hoc Networks

The invention discloses a wireless ad hoc network routing algorithm, which belongs to the technical field of wireless ad hoc network and routing. The process includes neighbor detection, link quality calculation, link quality update, network control information transmission, topology generation, forwarding table calculation and other steps. The invention can realize the stability of logical topology of wireless ad hoc network under the condition of unstable link, eliminate link flicker, and track the actual topology quickly, so that the wireless ad hoc network can transmit and operate efficiently and reliably. The invention has clear logic and simple parameter setting, and can be applied to route calculation of various wireless ad hoc networks.

【技术实现步骤摘要】
一种无线自组网路由算法
本专利技术涉及无线自组网及路由等
，特别是指一种无线自组网路由算法，适用于各种链路不稳定条件下的动态无线自组网等应用场景。
技术介绍
无线自组织网络是一种基于无线链路的自组织网络系统，具备多跳传输、拓扑时变的能力。与有线网络相比，无线网络在带宽、容量、传输性能等都是受限的。此外，无线信道还会因为各种遮挡、多径、天气因素存在一定的“闪烁情况”，即，在某一瞬间存在断链的情况，有可能导致网络不收敛。另一方面，无线自组网中各个节点有可能处于运动状态，这就要求网络协议能够适应节点的运动情况，生成的网络拓扑尽可能“实时的”反应实际拓扑，这就要求增大路由开销。总之，现有无线自组网中的路由方法难以在保证较小开销的条件下实现无线自组网的快速收敛，影响了无线自组网的整体性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种无线自组网路由算法，该算法可快速进行邻居发现和拓扑更新，避免链路“闪烁”，具备路由开销较小、算法简单、容易实现的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种无线自组网路由算法，应用于无线自组网节点，所述节点维护有自己的临时链路质量列表、正式链路质量列表以及当前链路质量列表，所述临时链路质量列表、正式链路质量列表和当前链路质量列表均由对应于其他各节点的对应项组成；该算法包括邻居探测部分和路由构建部分，其中，邻居探测部分包括以下步骤：(1)周期性地产生并广播邻居探测信息，所述邻居探测信息包括时间戳以及本节点的节点号，每次广播邻居探测信息后，执行步骤(2)～(5)；(2)启动一个等待周期，并将当前链路质量列表的各项值均置为极大值，等待其他节点的回复信息，所述回复信息包括时间戳以及回复节点的节点号；若在等待周期中收到某一节点的回复信息，则进一步判断该回复信息中的时间戳：若为最新的时间戳，则用该回复节点与本节点之间的链路质量更新本节点当前链路质量列表中对应项的值，否则不做更新；(3)针对每一个其他节点，根据本节点在最近N个等待周期时对其所记录的链路质量进行加权求和，N>1，得到每一个其他节点的平均链路质量，并用该平均链路质量更新本节点临时链路质量列表中的对应项；(4)比较临时链路质量列表和正式链路质量列表中对应于同一节点的对应项，对于每一对儿对应项，若其差值超出误差阈值，则用临时链路质量列表中的对应项更新正式链路质量列表中的对应项，然后执行步骤(5)，否则返回步骤(1)等待下一周期；(5)向全网广播网络控制信息，所述网络控制信息包括本节点的正式链路质量列表，然后返回步骤(1)等待下一周期；所述路由构建部分包括以下步骤：根据收到的网络控制信息进行网络拓扑构建；根据构建的网络拓扑进行路由转发表的生成。进一步地，所述步骤(2)中的链路质量由时延或误码率计算得到，所述极大值大于链路质量取值范围的上限。进一步地，所述步骤(3)中加权求和的权重为：式中：i为等待周期的序号，其中，当前结束的等待周期序号为0，向前逐次加一；wi表示第i个等待周期时其他节点与本节点之间链路质量的权重。一种无线自组网路由算法，应用于无线自组网节点，所述节点维护有自己的临时链路质量列表、正式链路质量列表以及当前链路质量列表，所述临时链路质量列表、正式链路质量列表和当前链路质量列表均由对应于其他各节点的对应项组成；该算法包括四个进程，其中，第一进程周期性地产生并广播邻居探测信息，每次广播邻居探测信息后，重新触发第二进程和第三进程；第二进程包括以下步骤：(201)启动一个等待周期，并将当前链路质量列表的各项值均置为极大值，等待其他节点的回复信息，所述回复信息包括时间戳以及回复节点的节点号；若在等待周期中收到某一节点的回复信息，则进一步判断该回复信息中的时间戳：若为最新的时间戳，则用该回复节点与本节点之间的链路质量更新本节点当前链路质量列表中对应项的值，否则不做更新；(202)针对每一个其他节点，根据本节点在最近N个等待周期时对其所记录的链路质量进行加权求和，N>1，得到每一个其他节点的平均链路质量，并用该平均链路质量更新本节点临时链路质量列表中的对应项；(203)比较临时链路质量列表和正式链路质量列表中对应于同一节点的对应项，对于每一对儿对应项，若其差值超出误差阈值，则用临时链路质量列表中的对应项更新正式链路质量列表中的对应项，然后重新触发第三进程，否则结束本进程；所述第三进程周期性地向全网广播网络控制信息，所述网络控制信息包括本节点的正式链路质量列表；所述第四进程包括以下步骤：根据收到的网络控制信息进行网络拓扑构建；根据构建的网络拓扑进行路由转发表的生成。本专利技术与
技术介绍
相比所取得的有益效果为：1、本专利技术算法简单、性能稳定可靠、实时性能好。2、本专利技术邻居探测信息与网络控制信息发送间隔相对独立，网络控制信息采用主动方式和被动方式相结合的发送，结合了两种方式的优点。3、本专利技术算法的网络开销较小，占用物理带宽小。4、本专利技术逻辑清晰，易于实现，具有良好的通用性和可移植性。总之，本专利技术能够使无线自组网在链路不稳定条件下保持逻辑拓扑稳定，同时也可以快速跟踪实际拓扑变化，网络因此付出的开销并不会急剧增大，解决了网络开销、逻辑拓扑稳定以及快速跟踪实际拓扑的矛盾。附图说明图1是本专利技术实施例中链路质量加权的原理图。图2是本专利技术实施例中链路质量更新的流程图。图3是本专利技术实施例中历史邻居状态表的存储结构示意图。图4是本专利技术实施例中临时/正式链路质量列表的存储结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。一种无线自组网路由算法，应用于无线自组网节点，所述节点维护有自己的临时链路质量列表、正式链路质量列表以及当前链路质量列表，所述临时链路质量列表、正式链路质量列表和当前链路质量列表均由对应于其他各节点的对应项组成；该算法包括邻居探测部分和路由构建部分，其中，邻居探测部分包括以下步骤：(1)周期性地产生并广播邻居探测信息，所述邻居探测信息包括时间戳以及本节点的节点号，每次广播邻居探测信息后，执行步骤(2)～(5)；(2)启动一个等待周期，并将当前链路质量列表的各项值均置为极大值，等待其他节点的回复信息，所述回复信息包括时间戳以及回复节点的节点号；若在等待周期中收到某一节点的回复信息，则进一步判断该回复信息中的时间戳：若为最新的时间戳，则用该回复节点与本节点之间的链路质量更新本节点当前链路质量列表中对应项的值，否则不做更新；(3)针对每一个其他节点，根据本节点在最近N个等待周期时对其所记录的链路质量进行加权求和，N>1，得到每一个其他节点的平均链路质量，并用该平均链路质量更新本节点临时链路质量列表中的对应项；(4)比较临时链路质量列表和正式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线自组网路由算法，其特征在于，应用于无线自组网节点，所述节点维护有自己的临时链路质量列表、正式链路质量列表以及当前链路质量列表，所述临时链路质量列表、正式链路质量列表和当前链路质量列表均由对应于其他各节点的对应项组成；该算法包括邻居探测部分和路由构建部分，其中，邻居探测部分包括以下步骤：/n(1)周期性地产生并广播邻居探测信息，所述邻居探测信息包括时间戳以及本节点的节点号，每次广播邻居探测信息后，执行步骤(2)～(5)；/n(2)启动一个等待周期，并将当前链路质量列表的各项值均置为极大值，等待其他节点的回复信息，所述回复信息包括时间戳以及回复节点的节点号；若在等待周期中收到某一节点的回复信息，则进一步判断该回复信息中的时间戳：若为最新的时间戳，则用该回复节点与本节点之间的链路质量更新本节点当前链路质量列表中对应项的值，否则不做更新；/n(3)针对每一个其他节点，根据本节点在最近N个等待周期时对其所记录的链路质量进行加权求和，N>1，得到每一个其他节点的平均链路质量，并用该平均链路质量更新本节点临时链路质量列表中的对应项；/n(4)比较临时链路质量列表和正式链路质量列表中对应于同一节点的对应项，对于每一对儿对应项，若其差值超出误差阈值，则用临时链路质量列表中的对应项更新正式链路质量列表中的对应项，然后执行步骤(5)，否则返回步骤(1)等待下一周期；/n(5)向全网广播网络控制信息，所述网络控制信息包括本节点的正式链路质量列表，然后返回步骤(1)等待下一周期；/n所述路由构建部分包括以下步骤：/n根据收到的网络控制信息进行网络拓扑构建；/n根据构建的网络拓扑进行路由转发表的生成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无线自组网路由算法，其特征在于，应用于无线自组网节点，所述节点维护有自己的临时链路质量列表、正式链路质量列表以及当前链路质量列表，所述临时链路质量列表、正式链路质量列表和当前链路质量列表均由对应于其他各节点的对应项组成；该算法包括邻居探测部分和路由构建部分，其中，邻居探测部分包括以下步骤：
(1)周期性地产生并广播邻居探测信息，所述邻居探测信息包括时间戳以及本节点的节点号，每次广播邻居探测信息后，执行步骤(2)～(5)；
(2)启动一个等待周期，并将当前链路质量列表的各项值均置为极大值，等待其他节点的回复信息，所述回复信息包括时间戳以及回复节点的节点号；若在等待周期中收到某一节点的回复信息，则进一步判断该回复信息中的时间戳：若为最新的时间戳，则用该回复节点与本节点之间的链路质量更新本节点当前链路质量列表中对应项的值，否则不做更新；
(3)针对每一个其他节点，根据本节点在最近N个等待周期时对其所记录的链路质量进行加权求和，N>1，得到每一个其他节点的平均链路质量，并用该平均链路质量更新本节点临时链路质量列表中的对应项；
(4)比较临时链路质量列表和正式链路质量列表中对应于同一节点的对应项，对于每一对儿对应项，若其差值超出误差阈值，则用临时链路质量列表中的对应项更新正式链路质量列表中的对应项，然后执行步骤(5)，否则返回步骤(1)等待下一周期；
(5)向全网广播网络控制信息，所述网络控制信息包括本节点的正式链路质量列表，然后返回步骤(1)等待下一周期；
所述路由构建部分包括以下步骤：
根据收到的网络控制信息进行网络拓扑构建；
根据构建的网络拓扑进行路由转发表的生成。


2.根据权利要求1所述的一种无线自组网路由算法，其特征在于，所述步骤(2)中的链路质量由时延或误码率计算得到，所述极大值大于链路质量取值范围的上限。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉超，孙铭，李建强，孙腾，姜晓斐，司伟，梅立荣，张金波，李弋朋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13