CN101990269B - 一种数据转发的方法、网络节点及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数据转发的方法、网络节点及系统。所述方法包括：生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；发送节点根据邻居表发送数据给固定接收节点时，若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点处于休眠周期，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。本发明不仅能够在固定下一跳节点处于休眠周期提高数据转发的速度，还可以在固定下一跳节点处于工作周期增强数据传输的可靠性。

Description

一种数据转发的方法、网络节点及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据转发的方法、网络节点及系统。

背景技术

无线传感网络是一种应用广泛的无线网络，具有低功耗的特点。在网络的运行过程中，节点的能耗主要来自空闲侦听、发送数据、闲置等待以及内部控制等方面，其中绝大部分能耗在空闲侦听和闲置等待阶段产生。因此要想延长传感器网络运行周期，必须最小化闲置等待的时间，在最短的时间内将数据发送出去。

目前在低功耗传感器路由网络中，各个节点包括路由节点都采用低功耗模式(工作周期与休眠周期相比小于1％)。各个节点间可以采用全网一致的工作或者休眠周期，也可以采用各自不同的周期。在相同周期的模式下，全网节点在同一时间段中进行工作或者休眠，这样，节点之间的通信不需要发送探测数据包，直接在工作周期中发送和接收数据；而在不同周期的模式下，节点根据自己的需要采用不同的工作或者休眠周期，节点在发送数据的时候需要向目标节点发送探测数据包，唤醒目标节点后再发送数据。因此不同步的网络比同步网络发送更多的探测数据包。

在低功耗传感器路由网络中，大多采用多对一的路由方式(多对一的结构实际上是一种树型的结构)。这种路由方式以网络中的一个节点，如网关节点，作为基站节点。上行传输是节点将数据发送到基站节点，下行传输是基站节点将数据传输给节点。数据在一个节点向另一个节点发送的过程中，如果是同步工作状态，则发送节点会知道下一节点的工作周期，并在工作周期内发送数据。如果是非同步工作状态，则发送节点发送探测帧，直至唤醒下一节点才开始数据传输工作。

现有的传感器网络的路由方式大部份采用表驱动路由方式，在该种路由方式下，传感器网络构建完成后，各个路由节点会在路由表中存储多条路径的路由。每个节点需要发送数据的时候，按照预先存储的路由将数据传输到目标节点，显然路由线路基本上已经固定。在数据转发的过程中，如果下一跳节点处于休眠状态，上一跳节点会等待下一跳节点醒来，再进行数据转发。而其中等待的时间占据了数据传输的主要延时，且在正常的数据转发的过程中也是遵循单一的数据发送路线。此外转发节点一般需要通过应答方式确认数据包已经被下一跳节点接收到，当转发节点没有收到下一跳节点的应答信息，会将数据包重复发送，直到网络系统所设置的上限次数，如果转发节点一直没有应答，就会确认下一跳节点已经失效，会进行路由修复。因此在数据转发的过程中，下一跳节点的状态决定了数据传输的性能。

现有的传感器网络的另一种路由方式是按需路由方式，即每个节点并不储存固定的路由表，只在需要传输数据的时候向周围节点发送广播查询信息寻找到目标节点的路径，其中转发节点如果不是目标节点就会根据一定的参数判别是否将查询数据继续转发下去，一直到目标节点接收到查询信息。

在实践过程中，发明人经过研究发现：在数据传输过程中，对于表驱动路由方式而言，固定的下一跳节点的接收方式造成了传感器网络数据传输时延的增大以及数据传输的不可靠性，不利于数据在传感器网络中传输，特别是在低功耗传感器路由网络中，节点绝大部分时间都处于休眠状态，由此造成的时延将会更加严重。对于按需路由方式而言，由于每次发送都需要在全网进行广播，会产生大量的数据传输，消耗网络资源，包括能量和时间。同时也会因为网内广播数据多，很容易造成数据传输堵塞，不利于数据及时的传输到目标节点。

发明内容

本发明实施例提供一种数据转发的方法、网络节点及系统，不仅能够在固定下一跳节点处于休眠周期提高数据转发的速度，还可以在固定下一跳节点处于工作周期增强数据传输的可靠性。

本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例提供一种数据转发的方法，包括：

生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及与共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；

发送节点根据邻居表发送数据给固定接收节点时，若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点处于休眠周期，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。

本发明实施例提供另一种数据转发的方法，包括：

生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数；

发送节点根据邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点，若所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。

本发明实施例提供一种网络节点，包括：

生成模块，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；

发送模块，用于根据邻居表发送数据给固定接收节点，若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点处于休眠周期，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。

本发明实施例提供另一种网络节点，包括：

生成模块，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数；

发送模块，用于根据邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点，若所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点发送数据给所述固定接收节点。

本发明实施例提供又一种网络节点，包括：

生成模块，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；

接收模块，用于接收来自发送节点的数据；

发送模块，用于若所述接收模块在预设的时间内没有接收到固定接收节点发出的应答，则在所述预设的时间结束后向发送节点发出转发应答；

所述接收模块，还用于接收所述发送节点针对所述转发应答而发出的应答；

所述发送模块，还用于将所述接收模块接收到的数据转发给所述固定接收节点或者按照所述邻居表的路由转发出去。

本发明实施例提供一种数据转发的系统，包括：发送节点、固定接收节点、及所述发送节点与固定接收节点的共同邻节点；其中：

所述发送节点，用于生成并存储邻居表，并根据所述邻居表发送数据给所述固定接收节点，其中，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；

所述共同邻节点，用于若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点处于休眠周期，则将接收到的所述发送节点发送给所述固定接收节点的数据转发出去。

本发明实施例提供另一种数据转发的系统，包括：发送节点、固定接收节点、及所述发送节点与固定接收节点的共同邻节点；其中：

所述发送节点，用于生成并存储邻居表，并根据所述邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点以便发送数据给所述固定接收节点，其中，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数；

所述共同邻节点，用于若所述发送节点发送探测帧唤醒固定接收节点但所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则将接收到的所述发送节点发送给所述固定接收节点的数据转发出去。

本发明实施例提供的数据转发的方法、网络节点及系统，是针对低功耗路由网络的特性，在各个节点上构建一个含有更多信息的二级邻居表，通过查询该邻居表获得更多的数据转发途径，具体而言，本发明实施例利用共同邻节点进行数据转发，在原有固定的路由方式上增添了新的多条数据传输的途径，并根据一些参量的判定确定最优的数据传输方式。本发明实施例不仅能够在固定下一跳节点处于休眠周期提高数据转发的速度，还可以在固定下一跳节点处于工作周期时增强数据传输的可靠性。因此，本发明实施例在数据传输效率与可靠性，减少数据在节点间的传输延时，减少节点的能量损耗，以及网络资源的利用率等多方面都具有一定的改进。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一数据转发的方法流程图；

图2是多对一网络的拓扑结构图；

图3是本发明实施例二数据转发的方法流程图；

图4是本发明实施例三网络节点的结构示意图；

图5是本发明实施例四网络节点的结构示意图；

图6是本发明实施例五网络节点的结构示意图；

图7是本发明实施例六数据转发的系统结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种数据转发的方法、网络节点及系统，不仅能够在下一跳节点处于休眠周期提高数据转发的速度，还可以在下一跳节点处于工作周期增强数据传输的可靠性。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，为本发明实施例一数据转发的方法流程图，包括以下过程：

步骤101、生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；

步骤102、发送节点根据邻居表发送数据给固定接收节点时，若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点处于休眠周期，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。

具体而言，在低功耗路由网络中，每个节点都有各自的邻节点。在现有标准中，邻居表中包含了本节点周围一跳范围内的各个节点的信息，即包括：周围节点的地址，周围节点的性质(父节点、子节点和兄弟节点等)，与周边节点的链路质量值以及工作周期等信息。邻居表也有自己的寿命，到了设定的时间后将更新周边节点的信息。一般在数据传输的过程中，并不需要使用邻居表中的全部信息内容，而只是使用其中的部分信息内容即可，例如在准同步网络中，发送节点可以查询下一跳节点的工作周期，在下一跳节点开始工作时进行数据转发的操作。

为了实现邻节点转发数据的功能，需要在邻居表中添加一项参数，即网络梯度参数。在树型传感器网络中，每个节点在网络中确定了自己的父节点和子节点后，会通过多次测试与父节点和子节点的通信信号强度，确定自己到父节点和子节点的距离。这样每个节点都会将该距离信息与父节点和子节点进行交换。经过一段时间后，每个节点都能根据自己的拓扑结构计算得到本节点距离基站节点的传输距离，该值即为本节点的网络梯度参数。网络梯度参数是在网络拓扑的基础上，数据传输的实际路径长度，这与节点到基站节点的实际物理距离是有一定的差异的，但这并不影响实际的数据传输的有效性。每个节点可以测量记录本节点与周围节点的距离并且进行信息的相互交换，从而在邻居表中添加到该节点的距离以及每个邻居表到基站节点的距离等信息，该信息将在数据传输时作为是否转发的判断依据。

在数据传输的过程中，如果固定接收节点(即下一跳节点)处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者处于休眠周期，可以通过下一跳节点的邻节点进行接收并转发。承担转发任务的邻节点需要是发送节点和接收节点的共同邻节点，因此需要在现有的邻居表中进行内容扩充，增添共同邻节点的信息内容。共同邻节点项中所包含的信息和原来邻节点项中的内容一致，即也包含：节点的地址，节点的性质(父节点、子节点和兄弟节点等)，与节点的链路质量值以及工作周期等信息。由此构建了一张二级的邻居表，这张邻居表增加了各个节点邻居表中所存储的信息内容。通过查询二级邻居表的信息，可以找到除固定接收节点(固定下一跳节点)以外的其他可转发数据的共同邻节点，并通过该共同邻节点进行数据转发。

为了更好的理解本发明实施例一，下面通过两个具体应用实例针对准同步网络中固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答，以及固定接收节点处于休眠周期这两种情况的处理过程作具体阐述。

应用实例一

如图2所示，为典型的多对一网络的拓扑结构图。其中，BS代表基站节点，A，B，C，D，E，F，G分别代表各个网络中的工作节点，并且有各自的工作周期和网络梯度参数，其中E的网络梯度参数为L。在图2中，实线表示的是固定的路由线路，虚线表示的是可转发的路径，箭头标识的传输动作是一个数据上行汇聚的过程，向下发散传输也是同样的路径，只是箭头方向反向。

再如表1所示，为图2中节点E的现有邻居表。

邻节点	工作周期	网络梯度参数
			B	T1	L1
D	T2	L2
			F	T3	L3
G	T4	L4

表1

根据图2所示的网络拓扑结构和现有的邻居表1，可以构建出图2中节点E的二级邻居表，具体如表2所示。

邻节点	工作周期	网络梯度参数	共同邻节点	工作周期	网络梯度参数
						B	T1	L1	D	T2	L2
D	T2	L2	B	T1	L1
						F	T3	L3	D	T2	L2
G	T4	L4

表2

需要说明的是，虽然邻居表中包含多个参量，但是在表2中只列出了可用于数据转发的部分参量：工作周期、网络梯度参数。其中，邻节点表示的是节点E的一跳邻节点，共同邻节点表示的是节点E和邻节点的一跳邻节点，如节点E和邻节点B的共同邻节点为D，节点E和邻节点F的共同邻节点也为D。共同邻节点可以通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表。

在准同步网络中，各个节点存储周围邻节点的工作周期，在需要发送数据的时候，等待接收节点开始工作的时候发送数据。例如，如图2所示，发送节点E需要发送数据给固定接收节点B，当固定接收节点B处于工作周期内，发送节点E直接发送数据给固定接收节点B，并监听固定接收节点B返回的应答信息。固定接收节点B接收到该数据就会返回一个应答包。固定接收节点B与发送节点E的共同邻节点D同样也会接收该数据包，在判断分析后会保存该数据一段时间，直到接收到固定接收节点B的应答包才释放掉该数据。如果共同邻节点D没有接收到应答包，则会在等待的时间结束后发送一个转发应答包给发送节点E，表示它已经接收到数据包，并负责将该数据包转发给原来的固定接收节点B或者直接按着自己的路由将数据包向基站节点转发。发送节点E如果接收到应答信息或者转发应答信息，则认为发送成功；如果发送节点E没有在限定的时间内接收到应答信息或者转发应答信息，则认为此次发送失败并启动退避计时，开始重传过程。

这里需要说明的是，不是每个共同邻节点都能承担转发任务，共同邻节点需要参考邻居表中所存储的一些参考量来确定自己是否可以承担转发的任务，本应用实例采用的是网络梯度参数。例如，在数据的上行传输的过程中，要求满足转发数据的共同邻节点的网络梯度参数小于或者等于发送节点的网络梯度参数，即在图2中，只有当共同邻节点D的网络梯度参数L2小于或者等于发送节点E的网络梯度参数L时，共同邻节点D才能承担转发的任务。同样，在数据下行传输过程中，也需要满足转发数据的共同邻节点的网络梯度参数大于或者等于发送节点的网络梯度参数，即在图2中，只有当共同邻节点D的网络梯度参数L2大于或者等于发送节点E的网络梯度参数L时，共同邻节点D才能承担转发的任务。

应用实例二

在准同步的网络中，各个节点的邻居表中存储周边节点的工作周期信息。再次参见图2和表2所示，当数据在上行传输的过程中，例如发送节点E有数据向基站节点发送，其中在已有的路由表中，B为固定接收节点(即下一跳节点)，而B此时处于休眠状态。则发送节点E可以查询自己的邻居表，如果能发现当前存在与固定接收节点B的共同邻节点处于工作周期并且该共同邻节点的网络梯度参数小于或者等于发送节点E的网络梯度参数，例如共同邻节点D，则发送节点E可以将数据包转发给共同邻节点D，由共同邻节点D向基站节点转发该数据包。这样虽然改变了原先固定的路由方式，但是可以绕开休眠节点B完成数据向基站节点汇聚的过程，节省了数据传输的延时。当数据在下行传输的过程中，遇到下一跳节点处于休眠状态同样可以使用这种数据转发模式，只需要找到处于工作周期的共同邻节点，并且该共同邻节点的网络梯度参数大于或等于发送节点。由此发送节点可以将数据通过其它路由方式传送到目的节点，同时发送节点可以提前进入休眠状态。

如果同时存在多个具有转发能力的共同邻居节点，则具体处理的方式有很多，例如，在第一个共同邻节点发出应答信息后，其余的共同邻节点收到该转发应答后放弃转发的操作。再例如，发送节点等待一段时间，接收多个共同邻节点的转发应答，然后根据邻居表中的参量，例如网络梯度参数，决定由其中网络梯度参数最合适的共同邻节点转发数据包，此时需要由发送节点发送确认转发节点的信息，以便由该确认转发信息对应的共同邻节点完成数据转发的操作。需要说明的是，所述的网络梯度参数最合适具体根据实际情况而定，可能是网络梯度参数最小，也可能是网络梯度参数最大。

如图3所示，为本发明实施例二数据转发的方法流程图，包括以下过程：

步骤301、生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数；

步骤302、发送节点根据邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点，若所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。

为了更好的理解本发明实施例二，下面通过一个具体应用实例针对非同步网络中发送节点根据邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点，而所述固定接收节点在预设的时间内没有应答的情况的处理过程作具体阐述。

应用实例三

在非同步状态的网络中同样可以使用本发明提供的数据转发的方式，整体的发送过程和上述本发明实施例一的过程基本一致，只是在确定转发节点方式上有所不同。由于整个网络处于非同步状态，各个节点并不知道周围节点的工作周期，因此在邻居表中没有该项目信息，邻居表的结构具体如表3所示。

邻节点	网络梯度参数	共同邻节点	网络梯度参数
				B	L1	D	L2
D	L2	B	L1
				F	L3	D	L2
G	L4

表3

在需要发送数据的时候，可以采用先行发送探测帧的方式唤醒固定接收节点，然后进行数据发送。当发送限定时间探测帧后，固定接收节点并没有做出应答，此时接收到探测帧的共同邻节点参与转发数据的工作。例如，发送节点E需要发送数据给固定接收节点B，其中E的网络梯度参数为L，此时发送节点E会发送一段时间的探测帧，实际应用中可以在探测帧中设置一个定时器，每发送一个探测帧就减少相应的时间值，而当固定接收节点B在限定的时间内没有应答的时候，由于发送节点E与固定接收节点B的共同邻节点D也接收到该探测帧，共同邻节点D会在上述限定时间后向发送节点E发送一个应答，说明自己可以承担转发任务，而发送节点E在接收到共同邻节点D的应答后，查询自己的邻居表，判断该共同邻节点D的网络梯度参数是否符合要求，例如，在数据的上行传输的过程中，共同邻节点D的网络梯度参数L2应当小于或者等于发送节点E的网络梯度参数L；同样在数据下行传输过程中，共同邻节点D的网络梯度参数L2应当大于或者等于发送节点E的网络梯度参数L。如果确定该共同邻节点D具有转发数据的资格，则发送节点E将数据发送给该共同邻节点D，由该共同邻节点D完成数据的转发工作。

本发明实施例提供的数据转发的方法，针对低功耗路由网络的特性，在各个节点上构建一个含有更多信息的二级邻居表，通过查询该邻居表获得更多的数据转发途径，具体的是利用共同邻节点进行数据转发，在原有固定的路由方式上增添了新的多条数据传输的途径，并根据一些参量的判定确定最优的数据传输方式。因此，本发明实施例不仅能够在固定下一跳节点处于休眠周期提高数据转发的速度，还可以在固定下一跳节点处于工作周期增强数据传输的可靠性。

如图4所示，为本发明实施例三提供的网络节点结构示意图，该网络节点处于准同步网络中，包括：生成模块410、发送模块420、接收模块430，其中：

所述生成模块410，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；

所述发送模块420，用于根据邻居表发送数据给固定接收节点，若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点处于休眠周期，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。

进一步的，所述网络节点还包括接收模块430，具体而言，所述接收模块430用于接收所述固定接收节点在所述预设的时间内发出的应答，及接收与所述固定接收节点共同的邻节点在所述预设的时间结束后发出的转发应答；相应的，所述发送模块420用于当所述接收模块430在预设的时间内没有收到所述固定接收节点发出的应答时，查询邻居表，找到处于工作周期并且网络梯度参数符合要求的共同邻节点，以便通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据。另外，所述发送模块420还用于在所述接收模块430接收与所述固定接收节点共同的邻节点在所述预设的时间结束后发出的转发应答后，向所述共同邻节点发送确定转发信息，以便通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据。

更具体的，所述发送模块420包括第一查找单元421和第一发送单元422，

所述第一查找单元421，用于当数据在上行传输的过程中，在所述接收模块430在预设的时间内没有收到所述固定接收节点发出的应答时，查询邻居表，查找处于工作周期并且网络梯度参数小于或者等于发送节点的网络梯度参数的共同邻节点；

所述第一发送单元422，用于通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据；或

所述第一查找单元421，用于当数据在下行传输的过程中，在所述接收模块430在预设的时间内没有收到所述固定接收节点发出的应答时，查询邻居表，找到处于工作周期并且网络梯度参数大于或者等于发送节点的网络梯度参数的共同邻节点；

所述第一发送单元422，用于通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据。

另外，当所述接收模块430在预设的时间内接收到至少两个共同邻节点发出的转发应答时，所述发送模块420还用于通过查询邻居表选择网络梯度参数最合适的共同邻节点，并向该共同邻节点发送确认转发信息以便该共同邻节点启动转发数据的操作。需要说明的是，所述的网络梯度参数最合适具体根据实际情况而定，可能是网络梯度参数最小，也可能是网络梯度参数最大。

需要说明的是，所述生成模块410还可以根据获得的广播信息周期性的更新自身邻居表的信息。

本发明实施例四提供的另一种网络节点，参见图5所示的结构，该网络节点处于非同步网络中，包括：生成模块510、发送模块520、接收模块530，其中：

所述生成模块510，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数；

所述发送模块520，用于根据邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点，若所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点发送数据给所述固定接收节点。

进一步的，所述网络节点还包括接收模块530，具体而言，所述接收模块530用于接收共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答；相应的，所述发送模块520用于在所述接收模块接收到共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答时，查询邻居表确定所述共同邻节点的网络梯度参数符合要求后，发送数据给所述共同邻节点，由所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据。

具体而言，所述发送模块520包括确定单元521和第二发送单元522，

所述确定单元521，用于当数据在上行传输的过程中，在所述接收模块530接收到共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答时，查询邻居表确定所述共同邻节点的网络梯度参数小于或者等于发送节点的网络梯度参数；

所述第二发送单元522，用于发送数据给所述共同邻节点，由所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据；或

所述确定单元521，用于当数据在下行传输的过程中，在所述接收模块530接收到共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答时，查询邻居表确定所述共同邻节点的网络梯度参数大于或者等于发送节点的网络梯度参数；

所述第二发送单元522，用于发送数据给所述共同邻节点，由所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据。

需要说明的是，所述生成模块510还可以根据获得的广播信息周期性的更新自身邻居表的信息。

本发明实施例五提供另一种网络节点，参见图6所示的结构，包括：

生成模块610，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；

接收模块630，用于接收来自发送节点的数据；若所述接收模块630在预设的时间内没有接收到固定接收节点发出的应答，则发送模块620在所述预设的时间结束后向发送节点发出转发应答；所述接收模块630，还用于接收所述发送节点针对所述转发应答而发出的应答；所述发送模块620还用于将所述接收模块630接收到的数据转发给所述固定接收节点或者按照所述邻居表的路由转发出去。

进一步的，所述发送模块620，还用于若所述接收模块630接收到所述发送节点在所述固定接收节点处于休眠周期时，查询邻居表确定处于工作周期且网络梯度参数符合要求的共同邻节点而发送的应答后，将所述接收模块630接收到的数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发出去。

另外，所述发送模块620，还用于若所述接收模块630接收到处于工作周期且网络梯度参数符合要求的共同邻节点发出的转发应答后，停止转发数据的操作。

如图7所示，为本发明实施例六提供的数据转发的系统结构示意图，包括：发送节点710、固定接收节点720、所述发送节点710与固定接收节点720的共同邻节点730；其中：

所述发送节点710用于生成并存储邻居表，并根据所述邻居表发送数据给所述固定接收节点720，其中，所述邻居表包括邻节点的信息项及与该邻节点共同的邻节点的信息项，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数；若所述固定接收节点720处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点720处于休眠周期，则所述共同邻节点730用于将接收到的所述发送节点710发送给所述固定接收节点720的数据转发出去。

本发明实施例七提供另一种数据转发的系统，仍然可以参见图7所示的结构，包括：发送节点710、固定接收节点720、及所述发送节点710与固定接收节点720的共同邻节点730；其中：

所述发送节点710用于生成并存储邻居表，并根据所述邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点720以便发送数据给所述固定接收节点720，其中，所述邻居表包括邻节点的信息项及与该邻节点共同的邻节点的信息项，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数；若所述发送节点710发送探测帧唤醒固定接收节点720但所述固定接收节点720在预设的时间内没有应答，则所述共同邻节点730用于将接收到的所述发送节点710发送给所述固定接收节点720的数据转发出去。

需要说明一点的是，有关上述方法实施例的说明也同样适用于装置实施例。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

综上所述，本文提供了一种数据转发的方法、网络节点及系统，不仅能够在下一跳节点处于休眠周期提高数据转发的速度，还可以在下一跳节点处于工作周期增强数据传输的可靠性。

本发明实施例提供的数据转发的方法、网络节点及系统，是针对低功耗路由网络的特性，在各个节点上构建一个含有更多信息的二级邻居表，通过查询该邻居表获得更多的数据转发途径，具体而言，本发明实施例利用共同邻节点进行数据转发，在原有固定的路由方式上增添了新的多条数据传输的途径，并根据一些参量的判定确定最优的数据传输方式。本发明实施例不仅能够在固定下一跳节点处于休眠周期提高数据转发的速度，还可以在固定下一跳节点处于工作周期增强数据传输的可靠性。因此，本发明实施例在数据传输效率与可靠性，减少数据在节点间的传输延时，减少节点的能量损耗，以及网络资源的利用率等多方面都具有一定的改进。

以上对本发明所提供的资源释放的方法及装置，资源分配的方法及网络设备，资源保留的方法及终端进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (20)

1.一种数据转发的方法，其特征在于，包括：

生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数，所述共同邻节点通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表；

发送节点根据邻居表发送数据给固定接收节点时，所述共同邻节点也会接收该数据，若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答，所述共同邻节点在预设的时间结束后发出转发应答，在接收到所述发送节点针对所述转发应答而发出的应答后，将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据；或者，

若所述固定接收节点处于休眠周期，则所述发送节点查询邻居表，找到处于工作周期并且网络梯度参数符合要求的共同邻节点，通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据。

2.根据权利要求1所述的数据转发的方法，其特征在于，所述网络梯度参数符合要求具体包括：

当数据在上行传输的过程中，所述共同邻节点的网络梯度参数小于或者等于发送节点的网络梯度参数；当数据在下行传输的过程中，所述共同邻节点的网络梯度参数大于或者等于发送节点的网络梯度参数。

3.根据权利要求1所述的数据转发的方法，其特征在于，如果找到的处于工作周期并且网络梯度参数符合要求的共同邻节点包括至少两个，则在一个共同邻节点发出转发应答后，其余的共同邻节点收到该转发应答后放弃转发数据的操作。

4.根据权利要求1所述的数据转发的方法，其特征在于，如果找到的处于工作周期并且网络梯度参数符合要求的共同邻节点包括至少两个，则所述发送节点在预设的时间内接收到至少两个共同邻节点发出的转发应答后，通过查找邻居表选择网络梯度参数最合适的共同邻节点，并向该共同邻节点发送确认转发信息以便该共同邻节点启动转发数据的操作。

5.根据权利要求1所述的数据转发的方法，其特征在于，所述生成并存储邻居表包括：

准同步网路中的节点根据获得的广播信息周期性的更新自身邻居表的信息。

6.一种数据转发的方法，其特征在于，包括：

生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数，所述共同邻节点通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表；

发送节点根据邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点，所述共同邻节点同时会接收发送节点发送的数据，若所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据。

7.根据权利要求6所述的数据转发的方法，其特征在于，所述若所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点转发数据，包括：

所述发送节点接收到所述共同邻节点在预设的时间结束后发出的转发应答，若查询邻居表确定所述共同邻节点的网络梯度参数符合要求，则发送数据给所述共同邻节点，由所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据。

8.根据权利要求7所述的数据转发的方法，其特征在于，所述网络梯度参数符合要求具体包括：

当数据在上行传输的过程中，所述共同邻节点的网络梯度参数小于或者等于发送节点的网络梯度参数；当数据在下行传输的过程中，所述共同邻节点的网络梯度参数大于或者等于发送节点的网络梯度参数。

9.根据权利要求6所述的数据转发的方法，其特征在于，生成并存储邻居表包括：

非同步网络中的节点根据获得的广播信息周期性的更新自身邻居表的信息。

10.一种网络节点，其特征在于，包括：

生成模块，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数，所述共同邻节点通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表；

接收模块，用于接收固定接收节点在预设的时间内发出的应答；或者，接收所述共同邻节点在所述预设的时间结束后发出的转发应答；

发送模块，用于根据邻居表发送数据给固定接收节点，所述共同邻节点也会接收该数据，若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答，在所述接收模块接收所述共同邻节点在所述预设的时间结束后发出的转发应答后，向所述共同邻节点发送确定转发信息，以便通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据；或者在所述接收模块在预设的时间内没有收到所述固定接收节点发出的应答时，查询邻居表，找到处于工作周期并且网络梯度参数符合要求的共同邻节点，以便通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据。

11.根据权利要求10所述的网络节点，其特征在于，所述发送模块包括第一查找单元和第一发送单元，

所述第一查找单元，用于当数据在上行传输的过程中，在所述接收模块在预设的时间内没有收到所述固定接收节点发出的应答时，查询邻居表，查找处于工作周期并且网络梯度参数小于或者等于发送节点的网络梯度参数的共同邻节点；

所述第一发送单元，用于通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据；或

所述第一查找单元，用于当数据在下行传输的过程中，在所述接收模块在预设的时间内没有收到所述固定接收节点发出的应答时，查询邻居表，找到处于工作周期并且网络梯度参数大于或者等于发送节点的网络梯度参数的共同邻节点；

所述第一发送单元，用于通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照所述共同邻节点自身的路由转发数据。

12.根据权利要求10所述的网络节点，其特征在于，

所述发送模块，用于在所述接收模块在预设的时间内接收到至少两个共同邻节点发出的转发应答时，通过查询邻居表选择网络梯度参数最合适的的共同邻节点，并向该共同邻节点发送确认转发信息以便该共同邻节点启动转发数据的操作。

13.根据权利要求10所述的网络节点，其特征在于，

所述生成模块，还用于根据获得的广播信息周期性的更新自身邻居表的信息。

14.一种网络节点，其特征在于，包括：

生成模块，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数，所述共同邻节点通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表；

发送模块，用于根据邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点，所述共同邻节点同时会接收发送节点发送的数据，若所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则通过所述发送节点的邻居表中存储的该发送节点和固定接收节点的共同邻节点发送数据给所述固定接收节点。

15.根据权利要求14所述的网络节点，其特征在于，还包括：

接收模块，用于接收共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答；

所述发送模块，用于在所述接收模块接收到共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答时，查询邻居表确定所述共同邻节点的网络梯度参数符合要求后，发送数据给所述共同邻节点，由所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据。

16.根据权利要求14所述的网络节点，其特征在于，所述发送模块包括确定单元和第二发送单元，

所述确定单元，用于当数据在上行传输的过程中，在接收模块接收到共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答时，查询邻居表确定所述共同邻节点的网络梯度参数小于或者等于发送节点的网络梯度参数；

所述第二发送单元，用于发送数据给所述共同邻节点，由所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据；或

所述确定单元，用于当数据在下行传输的过程中，在所述接收模块接收到共同邻节点在预设的时间结束后发出的请求转发应答时，查询邻居表确定所述共同邻节点的网络梯度参数大于或者等于发送节点的网络梯度参数；

所述第二发送单元，用于发送数据给所述共同邻节点，由所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据。

17.根据权利要求16所述的网络节点，其特征在于，

所述生成模块，还用于根据获得的广播信息周期性的更新自身邻居表的信息。

18.一种网络节点，其特征在于，包括：

生成模块，用于生成并存储邻居表，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，所述共同邻节点是与该邻节点共同的邻节点，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数，所述共同邻节点通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表；

接收模块，用于接收来自发送节点的数据，其中，所述共同邻节点也会接收该数据；

发送模块，用于若所述接收模块在预设的时间内没有接收到固定接收节点发出的应答，则在所述预设的时间结束后向发送节点发出转发应答；

所述接收模块，还用于接收所述发送节点针对所述转发应答而发出的应答；

所述发送模块，还用于将所述接收模块接收到的数据转发给所述固定接收节点或者按照所述邻居表的路由转发出去；

所述发送模块，还用于若所述接收模块接收到所述发送节点在所述固定接收节点处于休眠周期时，查询邻居表确定处于工作周期且网络梯度参数符合要求的共同邻节点而发送的应答后，将所述接收模块接收到的数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发出去；

所述发送模块，还用于若所述接收模块接收到处于工作周期且网络梯度参数符合要求的共同邻节点发出的转发应答后，停止转发数据的操作。

19.一种数据转发的系统，其特征在于，包括：发送节点、固定接收节点、及所述发送节点与固定接收节点的共同邻节点；其中：

所述发送节点，用于生成并存储邻居表，并根据所述邻居表发送数据给所述固定接收节点，所述共同邻节点也会接收该数据，若所述固定接收节点处于休眠周期，则所述发送节点查询邻居表，找到处于工作周期并且网络梯度参数符合要求的共同邻节点，通过所述共同邻节点将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据，其中，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数和工作周期参数，所述共同邻节点通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表；

所述共同邻节点，用于若所述固定接收节点处于工作周期但在预设的时间内没有应答或者所述固定接收节点处于休眠周期，则在预设的时间结束后发出转发应答，在接收到所述发送节点针对所述转发应答而发出的应答后，将数据转发给所述固定接收节点或者按照自身的路由转发数据。

20.一种数据转发的系统，其特征在于，包括：发送节点、固定接收节点、及所述发送节点与固定接收节点的共同邻节点；其中：

所述发送节点，用于生成并存储邻居表，并根据所述邻居表发送探测帧唤醒固定接收节点以便发送数据给所述固定接收节点，所述共同邻节点也会接收该数据，其中，所述邻居表包括邻节点的信息项及共同邻节点的信息项，且所述邻节点的信息项和所述共同邻节点的信息项中均包括网络梯度参数，所述共同邻节点通过节点间的信息相互交换而获得，即每个节点周期性的向周围广播一次自己的邻居表信息，每个节点对所获得广播信息进行对比，从而产生出共同邻节点，并按原有的邻居表结构构建出二级邻居表；

所述共同邻节点，用于若所述发送节点发送探测帧唤醒固定接收节点但所述固定接收节点在预设的时间内没有应答，则将接收到的所述发送节点发送给所述固定接收节点的数据转发出去。