CN100544308C - 在动态网络中从源节点向目的地节点路由发送消息的方法 - Google Patents

Abstract

公开一种更新自组织网络(AHN)中的路由选择表的方法，所述自组织网络(AHN)包括通过无线链路通信的移动节点。该方法同时利用随机信息和经验信息在丢失或获得邻节点时更新路由选择表。

Description

在动态网络中从源节点向目的地节点路由发送消息的方法

技术领域

本发明涉及在自组织网络(AHN)中的路由选择问题。此类网络可以由通过无线链路来通信的移动节点构成。

背景技术

如果两个移动节点其中一个在另一个的适合范围内，AHN中的通信可以直接在两个移动节点之间进行。更常见的情况是多跳路由选择，这种情况中位于源节点S和目的地节点D之间的节点充当路由器，通过多次跳步将数据从源头传送到目的地。其技术难点在于找寻这样的多跳路径，因为AHN的拓扑因节点的移动而不断在改变。因此，一般来说在AHN中的节点之间按路由选择传送消息是一个难点。

应该注意的是从移动节点到网关节点G(它通常位置固定)的路由选择也是需要相当重视的。网关节点允许从移动AHN到固定网络的访问。在理论上节点-网关的路由选择可以涉及多跳的情况，其中(同样)是中间移动节点充当路由器，以往返于网关传递数据。

词汇“自组织网络中的多跳路由选择”可以应用于两种情况(移动

移动和移动

网关)。

问题在于如何在AHN中期望通信的节点对之间寻找好的路径。对于“好的”路径，有各种准则来定义。路径必须是可行的(即，它所依据的一定不能是已过时的拓扑信息，不致使用不再存在的链路)。该路径还应该尽可能地短，以便使为中继而占用的带宽最小；还应该避免拥塞的区域，从而不致在数据传递时产生非期望的延迟。

根据具体的环境和应用，还可以有其他定义好路径的准则。本发明适用于定义好路径的任何准则，只要这些准则可以在数据沿该路径的传输过程中进行测量即可。上述准则都是可测量的(存在性、长度和路径延迟)。

查找好的路径对于固定的静态网络来说是容易解决的问题。当网络拓扑是随时间变化时，会产生完全不同的问题。就节点移动性的可行和实用范围而言，AHN的网络拓扑较之用于静态网络的常规方法变化得更快速。因此，必须针对此类动态网络找到新的路径查找(路由选择)方法。

在过去10到15年一直就AHN中的路由选择有大量的研究。针对AHN提出了非常多的路由选择协议，要全部列出是不可能的。

下文给出了自组织路由选择协议的一些概况：

S.Ramanathan和M.Steensrup所著的＂A survey of routingtechniques for mobile communications networks＂，Mobile networks andApplications，vol.1 no.2，p.89，1996.

J.Broch、d.A.Maltz、D.B.Johnson、Y.-C.Hu和J.Jetcheva所著＂A performance comparison of multi-hop wireless ad hoc network routingprotocols＂，Proc.MobiCom′98，Dallas，TX，USA，1998.

E.M.Royer和C.-K.Ton所著＂A review of current routing protocolsfor ad hoc mobile wireless networks＂，IEEE Personal Communications，April 1999，p.46.

Uppsala大学的Christian Tschudin提供的电子概况信息，网址是：

http://www.docs.uu.se/～tschudin/lect/20002001/dn2/slides/adhoc-4up.pdf。

还有因特网工程任务组(IETF)的工作小组，它专门致力于移动自组织网络或MANET。参见：http://www.ietf.org/html.charters/manet-charter.html。

多个研究论文中还提到随机路由选择技术，它用于在固定(但是动态的)网络中执行路由选择。还有一个研究论文，描述了一种专用于自组织网络的随机路由选择方案：

P.Gupta和P.R.Kumar所著的＂A system and traffic dependentadaptive routing algorithm for ad hoc networks＂，Proceedings of the 36thIEEE Conference on Decision and Control，pp.2375-2380，San Diego，Dec.1997.

随机路由选择是一种多路径路由选择的形式。在多路径路由选择中，节点对应于每个可能的目的地都维持有含多个路径选择的路由选择表(RT)。对于动态网络，最好维持多个路径，因为这样在第一路径选择失效的情况下允许快速更改路径。随机路由选择需要维持有关多个路径的信息，且在多个路径中的选择应根据概率而非判断结果来执行。随机路由选择必须涉及到如下元素：被视为数据源的每个节点S对于每个可能的目的地D维持一个RT。每个这样的RT对于S的每个邻节点具有一个入口，概率值为p(k，D)。因此，无论何时，只要将从S向D发送数据，就会根据概率p(k，D)来选择邻节点k。

大多数自组织路由选择协议在发送数据之前都尝试查找从第一节点S到第二节点D的全路径。执行此操作的协议有两个广义的分类：

主动式协议：此类协议会尝试在任何时间维持整个网络的完整路由选择方案。就此而言，它们更像是静态网络上路由选择所用的那些方法-尽管它们的确适合于较好地应对AHN的动态特性。此类协议也称为“表驱动的协议”，因为它们尝试维持将所有S-D对的完整路由选择表集纳入考虑的信息。

应激式协议：此类协议仅在源节点S需要向目的地D发送数据时才尝试查找从S到D的路径。它们也称为“源启发”或“按需执行”协议。两种最主要的按需执行协议的最近发展趋势是：

C.E.Perkins、E.M.Royer、S.R.Das和M.K.Marina所著的“Performance comparison of two on-demand routing protocols forad-hoc networks＂，IEEE Personal Communications，February 2001，p.16.

有一种自组织路由选择方案无需在发送数据之前查找完整的路径。这样的方案采用如下的其中一种或两种机制：

分层的协议：网络被拆分成多个群。群内的路由选择通过上述非分层方法的任何一种来完成。但是，查找至S的群外节点是通过向指定的网关节点发送数据来执行。(其中该网关属于另一个群，且这些网关节点也是移动节点。)然后通过这些网关节点逐个群地传递数据，其中所述这些网关节点必须解决群内路由选择问题，直到到达D所在群为止。然后，利用该群内协议将数据路由发送到D。这种分层式路由选择模仿静态因特网所采用的方法。

位置协助协议：如果S知道自己的地理位置，以及D的地理位置，则可以向D的方向发送数据，而无需知道至D的完整路径。这样难题就在于维持有关可能的目的地节点(它是移动装置)的位置的最新信息。如果目的地节点是固定网关节点G(允许访问固定网络)，则并不难办，只需为每个移动节点配备定位技术即可。

对于自组织网络上多跳路由选择的问题，可能没有唯一的最佳解决方案。此类网络可能在节点的移动性和中间节点的业务模式和业务量等很多方面都有差异。每种类型的路由选择方案都有各自的弱点，下文将对此予以描述。

主动式协议：当网络拓扑慢速变化时，此类协议明显表现得最好。通过相同的令牌，当网络太过动态(例如因为节点移动程度太大)时，这些协议使网络中充斥过量的消息，以便面对网络中太大的时间方面的变数，试图保持完整路由选择表集合更新。即，当网络拓扑变化过于频繁时这些协议就会失效-通常这种情况是由于节点移动性太高和/或网络太大所致。简言之，主动式协议的主要问题是动态网络引起的路由选择开销太大。

应激式协议：此类协议仅在需要时才搜索路由，因此相对于主动式协议降低了路由选择开销。即，它们的路由选择开销随网络通信量而增加，而非网络暂态。因此对于高度动态的网络，只要通信量速率不是太高，此类方案可以表现得较好。因此，它们往往较主动式协议优先被采用。

当查找路径必须达到的速度高于它们查找路径能够达到的速度时，应激式协议就会失效。这一般是由于通信量高(这增加了前一种速度)、网络暂态高(这增加了前一种速度且降低了后一种速度)或网络大(这降低了后一种速度)。此类协议对于后一种因素尤其敏感：如果网络发展得太大，则按需查找路径所需的时间可能超过路径的有效时间-此时路由选择无法实现。

当然，还没有一种AHN路由选择方案可以处理任意大的网络。但是，实时地查找整个路径的要求是这两类协议-主动式和应激式都存在的一个大瓶颈。

分层的协议：此类方案免去了在发送数据之前查找整个路径的需要。但是，它们要面对主动式方案同样面临的问题-即对于太大和/或太过动态的网络它们就无能为力了。原因是它们都必须不断解决网络范围大的问题：如何将节点归类到层以及如何在群之间路由选择的决策。对于某些移动模式(即当节点往往自然地在群内移动时)，就问题整体的解决方案不会有太快的变化。但是，对于移动节点以不相关的方式高频率移动的普通AHN，分层式方案将承受不可接受的开销费用，尤其是网络很大的情况下。

位置协助协议：此类协议大大地避免了上述类型的协议中存在的开销问题，因为它们只需知道目的地的位置即可发送数据。而它们具有两个弱点。第一，可能无法获取有关目的地位置的足够信息。源头无需确切知道D的位置，所以此类方案可能会处理部分过时的信息。再有就是，与D的有规律地通信可保持位置信息的更新。因此，仅当节点以无规律的方式(时间上而言)与许多不同且地理位置上距离遥远的节点通信时才会产生问题。

位置协助路由选择方案的第二个问题是，它们固有地惯于将数据“指向”D。即，选择最靠近D的邻节点作为下一跳。当数据到达无法直接抵达D的节点且它没有比它本身更靠近D的邻节点时就会出现问题。此类节点对于此类路由选择方案来说意味着“死胡同”，因此必须利用用于在死胡同附近实现路由选择的某种机制来弥补其缺陷。对于AHN来说，死胡同最可能出现的情况是节点密度低和/或非常不均匀。

最后(如上所述)，要注意的是，至固定网关节点的路由选择只存在这两个问题的其二，因为目的地G的位置总是已知的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种消除上述缺点的方法。

就此而言，本发明公开了一种在动态网络中从源节点向目的地节点路由发送消息的方法，所述源节点包括路由选择表，其中所述路由选择表的每一行表示从所述源节点供数据消息传送的可能目的地节点，所述路由选择表的每一行包含所述源节点的每个邻节点的一个概率值，所述方法包括，以每次从所述源节点向目的地节点发送消息测得的质量测量值更新所述概率值，选择所述路由选择表的目的地节点行中概率最高的邻节点来路由发送预定百分比的消息，以及根据所述路由选择表中给出的概率值将其他消息分布到相应邻节点上来路由发送所述其他消息。

但是，本发明的确切范围应由所附权利要求确定，其中包含多个优选实施例。

具体实施方式

如上所述，一般来说，在AHN中的节点之间按路由选择传送消息是一个难点。这正是本发明要解决的路由选择问题，具体来说就是自组织网络中的多跳路由选择。

如上所述，在多个研究论文中已经提出随机路由选择技术，以用于固定(但是动态的)网络中实现路由选择，以及Gupta等人提出的用于AHN的随机路由选择的方式。

本发明采用用于AHN的随机路由选择。它包括使用数据分组本身作为更新节点的路由选择表(RT)的方式，将数据的随机路由选择和决策性路由选择创新地结合起来。本发明还包括一种创新方法，用于在创建新链路时更新RT。

每种随机路由选择方案需要更新RT概率(也称为“权重”)的方法。在本发明中，每次从S向D发送消息时，将测量所采取的路径的质量。质量测量可以包括跳步数、时间延迟或其他测量指标、或者它们的组合。只要可测量，所提出的方法可以用于任何此类质量测量。然后将该路径的质量测量连同实际采取的路径一起与数据分组一起载送。该信息意味着发送数据时附带小量的开销。

然后按如下方式执行RT更新：如果网络中的链路是对称的，则该消息可以更新路径上在途经的每个节点N处指向S的RT，因为是对称的，S→N路径的质量与N→S路径的质量相同，由此可以利用前者的信息更新以S为目的地的N的RT。

如果链路不是对称的，则该消息到达D，带来途经的S→D路径的质量信息，外加S→N形式的所有中间路径的质量测量。然后通过小且高优先级的路由选择分组将该信息回送到S，并利用该信息为该路径中所用到的所有节点更新S上的RT。因此，本方法需要节点具有对分组设定优先级的机制，以便可以对这些返回路由选择分组赋予高优先级。而这样可以防止它们回送到S的信息过时。

为路径测得的质量可以表示为δ，假定p(k，D)(old)是更新前RT中通过k到D的概率。则更新值为：

$p(k,D)\left(\mathrm{new}\right)=\frac{p(k,D)\left(\mathrm{old}\right)+\mathrm{\δ}}{1+\mathrm{\δ}}$

该情况为邻节点k在路径中被使用。目的地D的其余入口被校正为保持概率之和为1：

$p(j,D)\left(\mathrm{new}\right)=\frac{p(j,D)\left(\mathrm{old}\right)}{1+\mathrm{\δ}}.$

这样得到一个更新RT中权重的通用方法。确定更新权重δ的具体方法取决于要采用的质量测量。还可以对此进行调节，以强迫使网络较快些或较慢些来适应，以便与本发明方法的性能配合。本发明中将不给出这些细节，因为更新程序的这部分与静态网络的已知方法并没有不同之处。

根据本发明的优选实施例，将每个消息用作更新随机RT的信息的信息源。由此，该方法自然地根据通信量速率来调节更新率，高通信量的情况下频繁更新RT，而这样可能会可靠些。

本发明还提出有另一个更新机制，它与通信量速率无关，而是由网络拓扑中的变化触发。因此，此第二种机制即使在低通信量速率下也可保持RT更新，同时在高通信量速率的情况下发挥次要的作用。

第二种更新机制由任何节点j在检测到邻节点集NS(j)中有变化时启动。采用无线链路的节点的邻节点集要由一种算法来决定，该算法要求调节功率电平以维持连通性，同时尝试使不同链路之间的干扰尽可能保持较低。有许多此类算法用于AHN中。本发明未具体指定该算法。而指定的是，对应于NS中变化的规则。这里有两种情况：(a)丢失邻节点；以及(b)获得邻节点。

a)丢失邻节点：假定节点j丢失与邻节点k的连接。这样要执行的任务有两个：(i)必须调节所有目的地D的RT，以反映邻节点k被移除。(ii)节点j必须创建一个权重集(即RT中的新行)，以指定如何路由到k，因为k不再是一个跳步的邻节点。

(i)对于每个目的地D，必须调节j的其余NS的权重，以使它们的和为1。本发明提出以如下方式调节这些权重，使它们保持与丢失邻节点k之前相同的相对权重。之所以设置此规则是因为丢失邻节点k并未提供有关到D的其余路径的相对好坏的任何新信息。

(ii)节点j必须在检测到邻节点k丢失之后等待(可调节的)时间间隔Δt(1)。如果在此时间之后连接仍未重新建立，以及如果节点未尝试在该时间内向k发送任何数据，则节点j将发送“伪消息”，其唯一的作用就是在j和k之间提供所需的路由选择信息。j至k的RT最初设为相等的权重，即j的所有邻节点设为机会均等地提供至k的路径。因此，j发出的伪消息将在搜索k时按相同概率选择j去往的邻节点。该路径中的后续节点具有到k的路由选择信息；其中伪消息将选择至k的路径上最高权重的路径作为它的下一跳。对于对称链路而言，可以利用该伪消息的质量测量来更新至k的路径途经的每个节点(包括k本身)的(至j的)RT。对于对称或非对称链路而言，当达到k时，该伪消息触发高优先级的路由选择分组，它向j返回可用于更新j的(至k的)RT的质量测量。如果j在自发出该伪消息起(可调节的)时间Δt(2)之后未接收此确认，则j发出另一个伪消息。由此，j将不断发出伪消息，以搜索丢失的邻节点k，直到成功为止。注意，对于非对称链路以较高概率，而对称链路以100％的概率，当j丢失作为邻节点的k时，k同样也丢失j，所以也开始发出搜索j的伪消息。步骤(ii)的结果则是j和k都已重新创建了连接两个节点的最新路由选择信息。

b)获得新的邻节点：假定j获得新的邻节点w。这样只有一个任务要做，因为与(ii)比较，这里无需查找丢失的邻节点。假定j获得了新邻节点，该任务就是对所有可能的目的地D(除w外)调节j的RT。最好利用存储在j的RT中的路由选择信息，以及利用存储在w的RT中的路由选择信息，具体步骤如下所述。

目标是从节点j和w收集有关如何到达目的地D的信息。第一步是分别存取j和w所保存的质量信息。以量化方式，j计算RT中每个目的地D的路由选择质量评级RQR(D，j)：

RQR(D，j)＝p(max，D)-p(min，D)

其中p(max，D)是j的当前列表中目的地D的最大权重，以及p(min，D)是最小权重。以此方法计算，任何RQR具有最小值零(对路由选择到D一无所知)，最大值1(只有在1的情况下至D的最佳路径具有任何权重)。注意节点j还也需要从节点w到每个目的地D的RQR(D，w)。

现在j根据二者的相对值对使用w作为至D的路由赋予或多或少的权重。如果j在发现w之前具有n个邻节点，则此后就具有n+1个邻节点；由此节点w的平均权重为1/(n+1)。如果两个RQR(即j和w的RQR)之差足够大，则节点j将偏离其平均值，如下所述。使

x＝RQR(D，w)

y＝RQR(D，j)

$f(x,y)=\frac{1}{n+1}+(1-\frac{1}{n+1})(x-y)$

然后在j(至D)的RT中对节点w赋予的新权重为：

如果(至D的)RQR(测量有节点w关于至D的路由选择“知道”多少)与j的RQR相同，则该规则对w赋予平均权重。但是，如果w知道得远比j多，[RQR(D，w)＝1和RQR(D，j)＝0]，则在j的路由选择表中w的新权重将是100％。最后，如果w的RQR比j的足够小，则对其赋予零权重。简而言之，该规则设计为存取这两个节点有关至D的路由选择任务而言的相对“智慧”，并相应地对从j通过w到D的路径赋予权重值。其余权重，即1-p(w，D)(new)按比例分配到j其余的邻节点上，其中该比例固定为与发现w之前的比例相同。

给定每个目的地具有多个加权入口的路由选择表，如何将分组路由发送到该目的地有三种选择。这三种选择可以表示为“均匀”或u路由选择、“正常”或r路由选择以及“贪婪”或g路由选择。

均匀路由选择忽略RT中的权重，并从邻节点集中的节点选择概率相等的下一跳。均匀路由选择不可能是路由发送数据的好选择。但是(如上所述)，搜索丢失邻节点的伪消息均匀地路由发送(在第一跳)。再者，即使在NS中没有变化的情况下也发出小量的伪消息是有利的。这些消息在路由选择程序中作为“噪声”。其用途在于它们可以用于在系统的RT已经确定另一个曾经是最好的但是现在不是的路由集的情况下发现好路由，否则该好路由将不被利用。即，路由选择中的噪声防止系统“冻结”在次等路由上。随机路由选择方案中常见的是采用小百分比f％的按u路由选择发送的伪消息；在所提出的方案中，也会使用此类消息，其中f是可调节的参数。

正常(r)路由选择方案按RT中给定的概率发送数据。它是随机路由选择。

最后，贪婪(g)路由选择始终选择最高权重的入口来执行下一跳。因此，此路由选择方法属于决策式的。

在固定网络上的随机路由选择研究中，常见的是利用大量的伪消息来收集路由选择信息。这些伪消息常常被称为“代理”或“蚂蚁”，后者如其名，表现为小对象充斥在网络上，并在其后留下“踪迹”以引导其他蚂蚁。为了使较晚的蚂蚁可以从较早的蚂蚁获取有用的信息，要点在于蚂蚁(探索网络的伪消息)采用r路由选择方案实施路由选择。即，它们必须遵循早先经验得到的概率值。另一方面，(在这些研究中的)消息通常采用贪婪路由选择方案来实施路由选择：在任何给定时间都选择最佳的已知路径。

因此，在固定网络上实施路由选择的随机路由选择的先前研究采用的是r路由选择方案来发送伪探索消息(蚂蚁)而采用g路由选择方案发送数据。在本发明中，将蚂蚁和数据进行组合：采用通过网络传送的每个数据分组来更新RT，而且很少有空(伪)消息单纯用于探索网络。换言之，消息也充当蚂蚁。因为二者组合，它们也必须按相同的g或r路由选择方案来实施路由选择。

在本发明中，提出采用这两种规则的组合：按高优先级路由发送h％的消息(贪婪路由选择方案，最高权重)和按标准优先级路由发送(100-h)％的消息(正常路由选择，根据RT中的权重)。h是可调节的参数。本发明采用这两种路由选择规则的组合，由此可以同时具有两种优点：g路由选择方案正常地为任何给定消息提供最佳性能；但是需要r路由选择方案来支持由这些消息统一促成的学习程序。因此，选择组合方案，其各自比例根据给定工作条件集合下可达到的性能来确定。

实例

下表1显示节点的路由选择表(RT)的实例，我们称之为源节点S。

 

	邻节点1	邻节点2	邻节点3	邻节点4	邻节点5
						目的地1	0.1	0.5	0.1	0.25	0.05
目的地2	0.45	0.05	0.2	0.1	0.2
						目的地3	0.05	0.4	0.05	0.35	0.15
目的地4	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
						其他

表1

在此实例中，节点S具有五个一跳邻节点。然后，RT具有“品质索引值”，它可以解释为每个邻节点和每个目的地的概率。这些索引值帮助节点确定要使用哪个邻节点来达到每个目的地。例如，如果S希望向目的地1发送，则根据该RT，邻节点2是最佳选择。

注意(NB：该品质索引值不是路由质量评级RQR。)例如，节点S和目的地1的RQR为0.5-0.05＝0.45；而目的地4的RQR最低，为0。

“等等”表示在典型的自组织网络中，有超过4个目的地。即，从S的角度来看，网络包括S本身(一个节点)，加上S的邻节点(这里有5个以上节点)，加上所有其余的，其中每个节点在RT具有一行。

“贪婪路由选择”方案总是选择最高品质索引值的邻节点。即，给定目的地D的情况下，扫描RT中的相应行，并挑选最高索引值的邻节点。

因为每行的索引值相加为1，它们可以视为概率。因而“正常路由选择”为，在给定目的地D的情况下，扫描RT中的相应行，并挑选概率等于该行中该邻节点的索引值的第一跳邻节点。即，如果S采用正常路由选择方案且希望向目的地1发送，则S需要一种算法(这是标准算法)，选择概率为0.1的邻节点1，概率为0.5的邻节点2。

当每个目的地的下一跳有多个可能的选择，且各自具有权重或概率时，我们则认为所得到的路由选择方案采用“随机路由选择”。

采用随机路由选择的大多数(非全部)方案采用贪婪路由选择方式发送消息，而采用正常路由选择方式来发送“探索分组”或“蚂蚁”。前者承载数据，而后者仅用于探索网络和收集更新RT时所用的信息。本发明的方案需要数据分组来承担两种任务。路由发送数据分组的方式有如下新的规定：h％将采用贪婪路由选择方式，而(1-h)％则采用正常路由选择方式。这样，同时达到好的传送目的和好的探索目的，而采用非常少的纯探索分组使开销很低。

如果节点S丢失邻节点，则将丢失RT的一整列。这样节点S必须做两件事：

(i)重新调节现有行中其余列中的权重，以使它们相加后再次为1。

(ii)向表中添加新行，因为丢失的节点变成新的目的地。因没有有关如何查找丢失的邻节点的信息，节点S以相等的权重填充该新行(在实例RT中显示为目的地4)。但是，创造性的方法要求S发送伪消息来查找该丢失的邻节点。

如果节点S发现新的邻节点(有标准的程序完成此操作；因此它不属于本发明)，则必须添加新的列(而且，如果新的邻节点先前是目的地，则移除相应的行)。添加新列需要调节RT中的每一行。还有，新的邻节点(称为NN)刚刚发现新的邻节点S。因此，两个节点必须更新各自RT中的所有行。创造性的方法具有创新且精致的方式来从这两个节点：新的邻节点NN和S收集信息，以便通过RQR以最佳方式利用综合的路由选择信息。

本文所述的本发明的所有新特征(或其他特征)可以适用于硬线连接的网络，只要此类网络具有足够动态的工作条件，如变更通信量模式或更改其连通性的节点或链路，以使诸如随机路由选择的自适应方案能发挥其作用即可。

还有一个重要情况，称为“网格网”，它介于硬线连接的情况与自组织网络之间。网格网络在无线节点之间采用多跳路由选择；但是节点通常并非移动的。相反它们被固定到建筑物上。此类网络可以利用与自组织网络所用的算法类似的算法。此类算法允许网格网络通过中央控制进行调度，即使允许节点(即在各个家庭中)以非计划的方式进入和离开网络。即，当网格网络支持自恢复机制时最具吸引力，非常像在AHN中使用那样。本发明所述的方法可以适用于网格网络。目前提供网格网络技术的公司有，MeshNetworks公司、SkyPilot公司、CoWave和Ember。

最可能的是当与固定网络结合使用时，自组织路由选择将具有最广泛的可应用性。除非是特殊情况，一般不可能用于孤立的移动无线网络；但是多跳和无线连通性保证一种有用的方式，可利用基站来延伸固定网络的达到范围和容量。由此，AHN的最可能利用将包括往返于固定网关节点或基站的路由选择。本发明将适用于此情况，而且对于此情况，本发明几乎肯定表现得比“单纯”在AHN内的移动节点之间实施路由选择的情况好。这是因为，在路由选择到固定网关不像路由选择到大量的移动目的地那样困难。因此，固定基础设施通过多跳无线路由选择在“边缘”延伸，然后采用上述的随机路由选择方案，这对于将来的电信系统是一种非常有前途的方案。

位置协助路由选择也可以预见在此类情况中会表现得更好。如果在低成本的移动手持设备上支持实时定位信息的提供是可行的，则应该将此类信息与随机路由选择方案结合，以最简单且最可靠的方式支持多跳自组织路由选择。更具体地来说，本发明可以结合位置信息提供更有效的路由选择。

Claims (10)

1.一种用于动态网络中将消息从源节点S路由发送到目的地节点的方法，所述源节点包括路由选择表，其中所述路由选择表中每一行表示从所述源节点S传输的数据消息的可能目的地节点D，所述路由选择表的每一行包含所述源节点S的每个邻节点k的一个概率值p(k，D)，所述概率值p(k，D)表示要被从所述源节点S向所述目的地节点D发送的数据被首先向给定邻节点k发送的概率，所述方法包括，以每次从所述源节点S向目的地节点D发送消息时测得的质量测量值更新所述概率值，其特征在于，

通过选择所述路由选择表的目的地节点D行中概率值最高的邻节点来路由发送预定百分比的消息，以及根据所述路由选择表同一行中给出的所述概率值将其余消息分布到邻节点上来路由发送所述其余消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中以每次从所述源节点S向目的地节点D发送消息时测得的质量测量值更新所述概率值是根据如下公式进行更新：

$\frac{p(k,D)\left(\mathrm{old}\right)+\mathrm{\δ}}{1+\mathrm{\δ}},$

其中δ表示测得的链路的质量测量值，p(k，D)(old)表示旧的概率值，以及所述路由选择表中其余概率值以如下方式调节，使所述路由选择表中的每一行中的概率值相加为1。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述质量测量值通过跳步和/或时间延迟表示。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当检测到与邻节点失去连接时，对于所述路由选择表中所述源节点的每一行，移除与所述丢失邻节点相关的概率值，并调节其余所述邻节点的概率值，以使之相加为1，并通过如下步骤为所述丢失的邻节点在所述路由选择表中创建新行：最初为新路由选择表行中的除所述丢失节点以外的每个相应的剩余邻节点赋予相等的概率值，然后根据由从所述源节点向所述丢失的邻节点发送数据消息来执行的质量测量来调节所述概率值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

还在所述邻节点的丢失之前进一步调节概率值，以保持所述剩余邻节点的所述概率值彼此相同。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，

自检测到所述丢失起，等待预定的时间后，才执行现有路由选择表行的调节和所述新路由选择表行的创建。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

执行所述路由质量测量和更新所述路由选择表的所述消息，仅仅是所述数据消息本身，在预定时间间隔之后以及在周期性的间隔时间之后，专门发出仅用于查找丢失的邻节点的伪消息。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当检测到获得新邻节点j时，对于所述新邻节点j和所述源节点S，基于每个目的地节点D的最大概率值和最小概率值，为每个可能的目的地节点D计算一个路由质量评级；以及

对于所有可能的目的地节点D，基于所述邻节点j和源节点S的路由质量评级以及与之相关联邻节点的数量，为所述新邻节点计算新的概率值。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述路由质量评级等于最大概率值减去最小概率值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述新邻节点j的新概率值为：

其中x是所述新邻节点的质量评级，y是被考虑节点的质量评级，以及n是获得所述新邻节点之前的邻节点的数量。