CN102106124A - 路由方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种路由方法和装置,该路由方法包括以下步骤:向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧(101);接收来自接收到所述探测帧的相邻节点返回的应答消息(102);从返回应答消息的相邻节点中,选择一个相邻节点作为数据发送的下一跳节点(103)。其中,其代价参数比发送节点存储的到达该目的节点的路由表中代价参数低的相邻节点被选择为下一跳节点。在该路由方法中,当路由节点转发数据时,通过广播探测帧来实时寻找路由,只要可以到达目的节点的相邻节点中的任意一个处于活跃状态,数据就可以被发送,从而缩短了数据传输的时延。

Description

路由方法、 装置及系统 技术领域
本发明涉及无线通信技术领域, 特别涉及一种路由方法、 装置及系统。 背景技术
在网络通信中, 各个路由节点都会建立路由表。 在路由节点的路由表建 立初期,路由节点向周围节点发布包含目的节点的地址的路由发现命令广播, 周围的节点收到该路由发现命令广播后查询该目的节点的地址, 并对比自己 的地址信息, 如果相符合, 沿反向路径将数据包发送路径的信息反馈给建立 路由的节点; 如果不符合, 则可以记录到达发起路由查询节点的反向路径, 并转发该路由发现命令广播, 直至该路由发现命令广播到达目的节点, 然后 沿反向路径将数据包发送路径的信息反馈给建立路由的节点。 在路由发现过 程中, 由目的节点反馈回来的路由信息可能不止一条, 可以根据一些网络性 能参数, 比如跳数或链路质量评估函数累积等, 这里称为 "代价", 以一定的 选取原则确定一个代价最 d、的路由存储在路由表中。
路由节点可以处理数据包中的地址信息, 起中转数据的作用。 当路由节 点接收到一个数据包, 检查其中的目的节点地址, 如果目的节点的地址在该 路由节点的路由表中, 将数据包转给路由表中存储的下一跳节点; 如果该目 的节点的地址不在路由节点的路由表中, 根据业务需求决定是否开启路由发 现过程。
低功耗路由节点是在具备普通路由节点的特征基础上, 还具有长期休眠 的特性, 即低功耗路由节点并不是一直保持工作状态, 会定期的进行休眠从 而维持一个较低的能量消耗状态。
而本发明的发明人在实现本发明的过程中发现: 在低功耗路由网络传输 数据时, 每个数据包需要等到下一跳的低功耗路由节点醒来才能进行转发, 传输时延比较长。
发明内容
本发明实施例提供一种路由方法、 装置及系统, 用以减少低功耗路由网 络中数据传输时延。 本发明实施例提供了一种路由方法, 包括: 向相邻节点发送包含目的节 点地址的探测帧; 接收来自接收到所述探测帧的相邻节点返回的应答消息; 从返回应答消息的相邻节点中, 选择一个相邻节点作为数据发送的下一跳节 点, 其中, 所述被选择为下一跳节点的相邻节点的代价参数比发送节点存储 的到达所述目的节点的路由表中的代价参数低的相邻节点。
本发明实施例还提供了另外一种路由方法, 包括: 接收发送节点发送的 包含目的地址的探测帧; 当接收节点存储的路由表中包含目的节点的地址时, 返回包含所述接收节点的代价参数的应答消息; 或者当接收节点存储的路由 表中包含目的节点的地址且获取的接收节点的代价参数低于发送节点存储的 到达所述目的节点的路由表中代价参数时, 返回应答消息。
本发明实施例还提供了一种通信设备, 包括: 发送单元: 用于向相邻节 点发送包含目的节点地址的探测帧; 接收单元: 用于接收来自接收到所述探 测帧的相邻节点返回的应答消息; 存储单元: 用于存储到达所述目的节点的 路由表; 选择单元: 用于从返回应答消息的相邻节点中, 选择一个相邻节点 作为数据发送的下一跳节点, 其中, 所述被选择作为下一跳节点的相邻节点 的代价参数比存储单元存储的到达所述目的节点的路由表中的代价参数低的 相邻节点。
本发明实施例还提供了另外一种通信设备, 包括: 接收单元, 用于接收 发送节点发送的包含目的地址的探测帧; 存储单元, 用于存储路由表; 生成 单元, 用于当存储单元存储的路由表中包含目的节点的地址时, 生成包含所 述接收节点的代价参数的应答消息; 或者当存储单元存储的路由表中包含目 的节点的地址且存储单元存储的路由表中代价参数低于获取的发送节点存储 的到达所述目的节点的路由表中代价参数时, 生成应答消息; 发送单元, 用 于发送生成单元生成的应答消息。 由上述技术方案可知, 本发明实施例中, 路由节点转发数据时, 通过广播探测帧来实时寻找路由, 只要任意一个可以 到达目的节点的邻节点处于活跃状态就可以发送数据,缩短数据的传输时延。 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为本发明实施例的一种路由方法示意流程图;
图 2为本发明实施例的另一种路由方法示意流程图;
图 3 为本发明实施例的路由方法中选择数据发送的下一跳节点的示意 图;
图 4为本发明实施例的另一种路由方法示意流程图;
图 5为本发明实施例的通信设备示意图;
图 6为本发明实施例的另一种路由方法示意流程图;
图 7为本发明实施例的另一种路由方法示意流程图;
图 8为本发明实施例的另一通信设备示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而 不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 , 都属于本发明保护的范围。
图 1为本发明实施例提供一种路由方法示意流程图, 如图 1所示, 本发明 实施例提供的路由方法包括:
101、 向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧;
102、 接收相邻节点返回的应答消息;
当相邻节点接收到上述探测帧, 如果相邻节点的路由表中包含该目的节 点地址, 返回应答消息。
103、从返回应答消息的相邻节点中,选择一个相邻节点作为数据发送的 下一跳节点。
其中, 该被选择为下一跳节点的相邻节点的代价参数比发送节点存储的 到达该目的节点的路由表中的代价参数低的相邻节点, 也就是数据传输沿着 代价递减的路径进行的。
网络节点的代价参数的确定可以在路由发现过程当中完成。 代价参数可 以是跳数和 /或链路质量评估函数累积等, 而在低功耗路由当中, 功耗和时延 是比较重要的网络性能指标, 也可以引入平均功耗或平均时延作为代价的衡 量, 更进一步的, 可以综合上述各种参数进行衡量。 在通常的路由发现过程 中, 不同路径上的节点都可以保存到目的节点的代价参数。 或者, 可以让目 的节点从不同路径上返回多个路由应答, 这样可以在多个路径上保存代价参 数。 又或者由目的节点发起广播路由发现命令, 收到该路由发现命令广播的 节点只记录和转发代价更低的路由发现命令, 这样最后网络当中各节点都记 录了到达目点节点的代际参数。 无论釆用哪种方式来查询路由以及获取代价 参数, 每一跳实际上都可能存在多条到达目的节点的路经, 关键是选择代价 降低的路经。
本发明实施例中, 路由表中对应每一个目的节点的地址就不需要指定一 个特定的下一跳地址, 而是记录代价参数, 根据代价参数实时选择下一跳的 路径。 因此, 在数据传输时, 不用等待特定的下一跳节点结束休眠才发送数 据, 可以通过先结束休眠的邻节点进行发送, 因此可以减少低功耗路由网络 中数据传输时延。 假设低功耗路由器的周期休眠时间为 S, 活跃时间为 A, 代价参数用跳数来表示, 从源节点到目的节点一共有 n跳, 那么按照现有技 术, 在每一跳发送数据平均等待的时间为 S2/[2(S+A)], 因此从源节点到目的 节点的总平均时延为 nS2/[2(S+A)]。 如果釆取本发明实施例的方法, 假设每 一跳都有两条链路可以到达目的节点, 由于每次数据发送只要有任意一个邻 节点处于活跃状态就可以发送数据, 因此每一跳的平均等待时间为 nS3/[3(S+A)2] , 可见时延得到了降低。 如果举具体的数字来说明, 设 S=1000ms, A=100ms, n=12, 则原方法需要 5.45s的平均时延, 而本方法 只需要 3.30s的平均时延, 节省 39%的时间。 若每一跳有更多的邻节点可以 到达目的节点, 那么节省的平均时延更多。
平均时延的缩短意味着路由器可以缩短等待时间, 减少探测帧的发送, 因此减少了能量消耗, 减少了对外界的干扰。 另外由于每一跳可能有多个链 路的选择, 实际上提高了健壮性, 降低了路由修复的需求。 图 2为本发明实施例的另一种路由方法示意流程图, 如图 2所示, 本发 明实施例提供的路由方法包括:
201、 向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧;
当源节点发送数据包, 或者中间路由节点接收到数据包后需要进一步转 发时, 可以向相邻节点广播探测帧。 釆用低功耗路由技术的网络, 路由节点 之间可以釆用异步机制进行数据传输,还可以釆用准同步机制进行数据传输。 在釆用准同步机制的低功耗路由的无线网络, 各个路由节点的休眠时序可能 不相同, 但记录相邻节点的休眠时序。 在本发明实施例中, 可以在相邻节点 结束休眠的时刻附近开始发送探测帧。
另一种方式是利用所记录的邻节点的休眠时序信息对方案进行增强性改 进。 比如, 当发现有多个相邻节点的活跃时期有重叠的时间段, 可以在该重 叠的时间段发送探测帧, 假如记录相邻节点 A的活跃期是 100ms~300ms, 相邻节点 B的活跃期是 200ms~400ms,那么可以在 200ms的时刻开始发送 探测帧。 又比如, 当发现多个相邻节点的结束休眠时刻和现在的时刻相差不 多, 那么可以依次询问这些相邻节点直到选出代价参数较合理的一个, 或者 是到最后一个相邻节点为止, 此时探测帧的发送可以不用广播, 而是用多个 单播的方式发送, 例如, 可以在 100ms时先向相邻节点 A发探测帧, 然后在 200ms时向相邻节点 B发探测帧 , 在 300ms之前选择相邻节点 A或 B作为 下一跳节点并发数据。 又比如, 当数据的发送有时延服务质量的限制, 而代 价参数用跳数来表示时, 可以获知每一跳可等待的最大时间, 可以在可等待 的最大时间之内发送探测帧, 例如时延要求每跳时延为 1000ms, 那么最大 等待时间可以比 1000ms低, 比如在 500ms之内探测帧。
202、 通知相邻节点发送节点的路由表中保存的代价参数;
该发送节点的路由表保存的到达该目的节点的代价参数, 可以承载在探 测帧中, 发给相邻节点; 也可以通过另外的命令发给相邻节点。
此步骤可选的, 也可以不通知相邻节点发送节点的路由表中保存的代价 参数。
203、 接收相邻节点返回的应答消息;
当相邻节点处于活跃期时, 可以接收该发送节点发送的上述探测帧, 如 果相邻节点的路由表中包含该目的节点地址, 同时在 202步骤中获取发送节 点的路由表中保存的代价参数时, 当该相邻节点的代价参数低于发送节点路 由表中保存的到达该目的节点的代价参数时, 向发送节点返回应答消息。 返 回的应答消息中, 可以包含该相邻节点的代价参数, 可以不包含相邻节点的 代价参数。
如果没有执行 202步骤, 当相邻节点处于活跃期时, 可以接收该发送节 点发送的上述探测帧, 如果相邻节点的路由表中包含该目的节点地址, 向发 送节点返回包含相邻节点代价参数的应答消息。
204、从返回应答消息的相邻节点中选择一个相邻节点作为数据发送的下 一跳节点。
其中, 该被选择为下一跳节点的相邻节点的代价参数比发送节点存储的 到达该目的节点的路由表中的代价参数低的相邻节点, 也就是数据传输沿着 代价递减的路径进行的。
比如, 从返回应答消息的且代价参数比发送节点存储的到达该目的节点 的路由表中的代价参数低的相邻节点中, 选择第一个返回应答信息的相邻节 点作为数据发送的下一跳节点; 从返回应答消息的且代价参数比发送节点存 储的到达该目的节点的路由表中的代价参数低的相邻节点中, 任意选择一个 相邻节点作为数据发送的下一跳节点。 或者从返回应答消息且代价参数比发 送节点存储的到达该目的节点的路由表中的代价参数低的, 同时该相邻节点 代价参数与发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数的差值达 到代价参数门限的相邻节点中, 选择一个相邻节点作为数据发送的下一跳节 点。
如果返回的应答消息中携带有相邻节点的代价参数, 从返回应答消息的 相邻节点中,可以选择代价参数最低的相邻节点作为数据发送的下一跳节点。 举例如图 3所示, 源节点要发送一个数据包到目的节点, 查找路由表发现代 价参数为 100, 于是广播探测帧。 源节点的邻节点有 A、 B、 C和 E, 当源节 点广播探测帧时, A、 B和 C均处于活跃状态, 而且收到了源节点的探测帧, 而 E处于休眠状态。 A、 B和 C分别查找各自的路由表, 发现均有对应的目 的节点表项, 代价参数分别为 90、 95和 108, 由于 C的代价参数更高, 因 此不返回应答帧, 而 A和 B的代价参数低于 100, 所以都返回应答帧。 源节 点收到 A和 B的应答帧, 比较之后选择代价参数最低的 A作为下一跳节点, 然后把数据包发送到节点 A。 这样就完成了一跳的数据传输。 按照这种方法, 经过多跳的数据传输, 直至最后数据包到达目的节点。
发送节点可以设定一定的时长, 在该特定时长届满后, 从在该特定时长中 返回应答消息的相邻节点中选择下一跳节点。 这样发送节点可以收集更多的相 邻节点的应答帧, 从而可以选取一个最优的相邻节点作为下一跳节点。
当选定下一跳节点后, 发送节点可以广播一个通知, 通知被选择作为下一 跳节点的相邻节点, 以便于其余未被选择作为下一跳节点的相邻设备继续按照 自身的工作时序进行工作, 比如进入休眠状态。 当然也可以不发送上述通知, 相邻节点可以在返回应答消息后启动一个定时器, 如果在特定时间内没有收到 数据包, 就说明没有被选中作为下一跳节点, 于是继续按照自身的工作时序进 行工作。 如果相邻节点支持混杂模式的监听, 相邻节点也可以监听数据包的发 送, 如果数据包不是发送给自己的, 则恢复自身的工作时序。
本发明实施例中, 路由表中对应每一个目的节点的地址就不需要指定一 个特定的下一跳地址, 而是记录代价参数, 根据代价参数实时选择下一跳的 路径。 因此, 在数据传输时, 不用等待特定的下一跳节点结束休眠才发送数 据, 可以通过先结束休眠的邻节点进行发送, 因此可以减少低功耗路由网络 中数据传输时延。 时延的缩短意味着路由器可以缩短等待时间, 减少探测帧 的发送, 因此减少了能量消耗, 减少了对外界的干扰。 另外由于每一跳可能 有多个链路的选择, 实际上提高了健壮性, 降低了路由修复的需求。
图 4为本发明实施例提供另外一种路由方法示意流程图, 如图 4所示, 本发明实施例提供的路由方法包括:
401、 向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧;
当源节点发送数据包, 或者中间路由节点接收到数据包后需要进一步转 发时, 可以向相邻节点广播探测帧。 釆用低功耗路由技术的网络, 路由节点 之间可以釆用异步机制进行数据传输 ,还可以釆用准同步机制进行数据传输。 在釆用准同步机制的低功耗路由的无线网络, 各个路由节点的休眠时序可能 不相同, 但记录相邻节点的休眠时序。 在本发明实施例中, 可以在相邻节点 结束休眠的时刻附近开始发送探测帧。 另一种方式是利用所记录的邻节点的 休眠时序信息对方案进行增强性改进。具体的方式可以跟上一个实施例一致, 在此就不详述。
402、通知相邻节点发送节点的路由表中保存的代价参数和代价参数差值 门限;
该发送节点的路由表保存的到达该目的节点的代价参数和代价参数差值 门限, 可以承载在探测帧中, 发给相邻节点; 也可以通过另外的命令发给相 邻节点。 当然, 这里也可以不携带代价参数差值门限, 而通知相邻节点的代 价参数是发送节点的路由表中保存的代价参数减去代价参数差值门限获得代 价参数。
403、 接收相邻节点返回的应答消息;
当相邻节点处于活跃期时, 可以接收该发送节点发送的上述探测帧, 如 果相邻节点的路由表中包含该目的节点地址, 而且该相邻节点的代价参数低 于发送节点路由表中保存的到达该目的节点的代价参数, 同时相邻节点的代 价参数和发送节点路由表中保存的到达该目的节点的代价参数的差值高于该 代价参数差值门限时, 向发送节点返回应答消息。 返回的应答消息中, 可以 包含该相邻节点的代价参数, 可以不包含相邻节点的代价参数。
404、从返回应答消息的相邻节点中选择一个相邻节点作为数据发送的下 一跳节点。
从返回应答消息的相邻节点中, 选择第一个返回应答信息的相邻节点作 为数据发送的下一跳节点; 从返回应答消息的相邻节点中, 任意选择一个相 邻节点作为数据发送的下一跳节点。 如果返回的应答消息中携带有相邻节点 的代价参数, 从返回应答消息的相邻节点中, 可以选择代价参数最低的相邻 节点作为数据发送的下一跳节点。
同样, 发送节点可以设定一定的时长, 在该特定时长届满后, 从在该特定 时长中返回应答消息的相邻节点中选择下一跳节点。 这样发送节点可以收集更 多的相邻节点的应答帧, 从而可以选取一个最优的相邻节点作为下一跳节点。
本发明实施例, 限定代价参数差值门限, 可以避免选择一个代价参数和 发送节点的代价参数相差比较小的相邻节点作为下一跳节点, 从而避免因为 跳数过多而引起时延过大和比较多的能量消耗。 同时, 本发明实施例中, 路 由表中对应每一个目的节点的地址就不需要指定一个特定的下一跳地址, 而 是记录代价参数, 根据代价参数实时选择下一跳的路径。 因此, 在数据传输 时, 不用等待特定的下一跳节点结束休眠才发送数据, 可以通过先结束休眠 的邻节点进行发送, 因此可以减少低功耗路由网络中数据传输时延。 时延的 缩短意味着路由器可以缩短等待时间, 减少探测帧的发送, 因此减少了能量 消耗, 减少了对外界的干扰。 另外由于每一跳可能有多个链路的选择, 实际 上提高了健壮性, 降低了路由修复的需求。
图 5为本发明实施例提供的通信设备示意图, 如图 5所示, 本发明实施 例提供的通信设备 500包括:
发送单元 501 : 用于向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧; 接收单元 502: 用于接收来自接收到发送单元 501发送的探测帧的相邻 节点返回的应答消息;
存储单元 503: 用于存储到达目的节点的路由表;
选择单元 504: 用于从返回应答消息的相邻节点中, 选择一个相邻节点 作为数据发送的下一跳节点, 其中, 被选择作为下一跳节点的相邻节点的代 价参数比存储单元存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数低的相邻节 点。
其中, 该发送单元 501 , 还用于通知相邻节点存储单元存储的到达目的 节点的路由表中代价参数; 此时, 接收单元 502 , 用于接收来自接收到所述 探测帧并且代价参数低于发送节点存储的到达目的节点的路由表中代价参数 的相邻节点返回的应答消息。
其中, 发送单元 501 , 用于通知相邻节点代价参数差值门限; 此时, 接 收单元 502, 还用于接收来自接收到所述探测帧并且代价参数与发送节点存 储的到达目的节点的路由表中代价参数的差值达到代价参数门限的相邻节点 返回的应答消息。
另外, 该通信设备 500还可以包括判断单元 505, 该判断单元 505用于 判断存储单元存储的到达目的节点的路由表中是否保存有下一跳节点的地 址; 则发送单元 501用于当判断单元判断存储单元存储的到达目的节点的路 由表中没有保存下一跳节点的地址时, 向相邻节点发送包含目的节点地址的 探测帧。
另外, 该通信设备 500还可以包括路由修复单元 506, 该路由修复单元 用于当接收单元未接收到相邻节点返回的任何应答消息, 或者选择单元无法 选择到合适的下一跳节点时, 进行路由修复。
本发明实施例中, 路由表中对应每一个目的节点的地址就不需要指定一 个特定的下一跳地址, 而是记录代价参数, 根据代价参数实时选择下一跳的 路径。 因此, 在数据传输时, 不用等待特定的下一跳节点结束休眠才发送数 据, 可以通过先结束休眠的邻节点进行发送, 因此可以减少低功耗路由网络 中数据传输时延。 时延的缩短意味着路由器可以缩短等待时间, 减少探测帧 的发送, 因此减少了能量消耗, 减少了对外界的干扰。 另外由于每一跳可能 有多个链路的选择, 实际上提高了健壮性, 降低了路由修复的需求, 节省了 网络运行的能量, 减少了干扰。
图 7为本发明实施例提供的另一种路由方法示意流程图, 如图 7所示, 本 发明实施例提供的路由方法包括:
701、 接收发送节点发送的包含目的地址的探测帧;
702、 当接收节点存储的路由表中包含目的节点的地址时,返回包含所述 接收节点的代价参数的应答消息; 或者当接收节点存储的路由表中包含目的 节点的地址且获取的接收节点的代价参数低于发送节点存储的到达所述目的 节点的路由表中代价参数时, 返回应答消息
在本发明实施例, 还可以进一步包括: 获取代价参数差值的门限。 此时, 当接收节点存储的路由表中包含目的节点的地址, 且接收节点的代价参数与 发送节点存储的到达目的节点的路由表中代价参数的差值达到所述代价参数 门限时, 才返回应答消息。
另外, 在本发明实施例中, 返回的应答消息中可以携带该接收节点的代 价参数。
如果在在返回应答消息后, 接收节点如果又监听到所述包含目的地址的 探测帧, 随机退避一定的时间再次返回所述应答消息。
如果在在返回应答消息后, 接收节点在特定的时间内未收到相应的数据 包, 按照自身的时序工作, 比如进入休眠状态; 也可以等到接收到发送节点 发送的包含被选择为下一跳节点的相邻节点的广播, 如果所述接收节点不是 被选择为下一跳节点的相邻节点, 按照自身的时序工作; 或者, 监听数据包 的发送, 如果数据包不是发送给所述接收节点, 按照自身的时序工作。
本发明实施例中, 路由表中对应每一个目的节点的地址就不需要指定一 个特定的下一跳地址, 而是记录代价参数, 根据代价参数实时选择下一跳的 路径。 因此, 在数据传输时, 不用等待特定的下一跳节点结束休眠才发送数 据, 可以通过先结束休眠的邻节点进行发送, 因此可以减少低功耗路由网络 中数据传输时延。 时延的缩短意味着路由器可以缩短等待时间, 减少探测帧 的发送, 因此减少了能量消耗, 减少了对外界的干扰。
图 8为本发明实施例提供的另一通信设备示意图, 如图 8所示, 本发明 实施例提供的通信设备包括:
接收单元 801 , 用于接收发送节点发送的包含目的地址的探测帧; 存储单元 802 , 用于存储路由表;
生成单元 803, 用于当存储节点 802存储的路由表中包含目的节点的地 址时, 生成包含所述接收节点的代价参数的应答消息; 或者当存储单元 802 存储的路由表中包含目的节点的地址且存储单元 802存储的路由表中代价参 数低于获取的发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数时, 生 成应答消息;
发送单元 804 , 用于发送生成单元生成的应答消息。
另外, 该生成单元 803可以包括: 获取单元一 8031 , 用于获取发送节点 存储的到达所述目的节点的路由表中下一跳节点的代价参数; 生成单元一 8032, 用于当存储单元存储的路由表中包含目的节点的地址且存储单元存储 的路由表中代价参数低于获取的发送节点存储的到达所述目的节点的路由表 中代价参数时, 生成应答消息。
该生成单元 803还可以包括: 获取单元二 8033,用于获取代价参数差值 的门限; 则生成单元一 8032 , 用于当存储单元存储的路由表中包含目的节点 的地址, 且存储单元 802存储的路由表的代价参数与发送节点存储的到达目 的节点的路由表中代价参数的差值达到所述代价参数门限时,生成应答消息。
本发明实施例中, 路由表中对应每一个目的节点的地址就不需要指定一 个特定的下一跳地址, 而是记录代价参数, 根据代价参数实时选择下一跳的 路径。 因此, 在数据传输时, 不用等待特定的下一跳节点结束休眠才发送数 据, 可以通过先结束休眠的邻节点进行发送, 因此可以减少低功耗路由网络 中数据传输时延。 时延的缩短意味着路由器可以缩短等待时间, 减少探测帧 的发送, 因此减少了能量消耗, 减少了对外界的干扰。 另外由于每一跳可能 有多个链路的选择, 实际上提高了健壮性, 降低了路由修复的需求, 节省了 网络运行的能量, 减少了干扰。
图 6为本发明实施例提供另外一种路由方法示意流程图, 如图 6所示, 本发明实施例提供的路由方法包括:
601、判断发送节点存储的到达目的节点的路由表中是否保存有下一跳节 点的地址;
网络中可能有普通的路由器, 还有釆用本发明实施例中提供的通信设备 作为的路由节点。 当普通的路由器是一般的非低功耗路由器时, 一般的非低 功耗路由器不进行周期性的休眠, 一直处于活跃状态, 所以可以向一般的非 低功耗路由器直接发送数据, 而不用釆取发送探测帧的方法。 在路由发现的 时候, 如果下一跳节点是一般的非低功耗路由器, 则可以记录下一跳路由器 节点的地址, 而不用记录代价参数。 为了区分两种不同的记录, 可以在路由 表项当中增加一个标记, 表示记录的是下一跳地址还是代价参数。 在寻址的 时候, 如果查找路由表发现记录的是下一跳地址, 则把数据包直接发送给特 定的路由节点, 如果路由表中未记录下一跳地址, 那么还是按照本发明实施 例中的路由方式来发送。 如果是一般的非低功耗路由器发送数据, 就按照现 有技术的路由方法进行的数据传输。 当普通的路由器是现有技术中的低功耗 路由器时, 向现有技术中的低功耗路由器发送数据时, 处理方法跟向上述一 般的非低功耗路由器类似, 釆用现有技术中的方法, 在该低功耗路由节点醒 来时, 直接向低功耗路由节点发送数据。
为了识别相邻节点是普通的路由器还是釆用本发明实施例中提供的通信 设备作为的路由节点, 在路由发现的时候可以在路由请求或者路由应答命令 当中给出一个标志位, 比如如果是釆用本发明实施例中提供的通信设备转发 路由请求或者路由应答命令, 则用该标志位进行标记, 那么相邻节点收到命 令之后就知道发送节点是釆用本发明实施例中提供的通信设备。
602、当发送节点存储的到达目的节点的路由表中没有保存下一跳节点的 地址时, 向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧;
603、 接收来自接收到探测帧的相邻节点返回的应答消息;
当相邻节点接收到上述探测帧, 如果相邻节点的路由表中包含该目的节 点地址, 返回应答消息。
604、从返回应答消息的相邻节点中,选择一个相邻节点作为数据发送的 下一跳节点。
其中, 该被选择为下一跳节点的相邻节点的代价参数比发送节点存储的 到达该目的节点的路由表中代价参数低的相邻节点, 也就是数据传输沿着代 价递减的路径进行的。
本发明实施例中, 在判断发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中 任何一种路由方法。 在此, 就不在详述。
同样, 本发明实施例中, 路由表中对应每一个目的节点的地址就不需要 指定一个特定的下一跳地址, 而是记录代价参数, 根据代价参数实时选择下 一跳的路径。 因此, 在数据传输时, 不用等待特定的下一跳节点结束休眠才 发送数据, 可以通过先结束休眠的邻节点进行发送, 因此可以减少低功耗路 由网络中数据传输时延。 时延的缩短意味着路由器可以缩短等待时间, 减少 探测帧的发送, 因此减少了能量消耗, 减少了对外界的干扰。 另外由于每一 跳可能有多个链路的选择, 实际上提高了健壮性, 降低了路由修复的需求。
在釆用本发明实施例的路由方法时, 路由表中对应每一个目的节点记录 代价参数, 根据代价参数实时选择下一跳的路径。 由于每一跳可能有多个链 路的选择, 也就是形成了到目的节点上的多路径, 所以即使其中一个相邻节 点或一条链路出现问题, 也不会影响整体路径的连通性, 数据可以通过其他 相邻节点链路发送。 在这种情况下, 进行路由修复的时机和现有技术有所区 另 'J。 具体来说, 可以是在发现所有相邻节点都无法满足数据转发的条件下进 行修复。 即在发送节点发送探测帧后, 在超过规定的时间仍然没有收到任何 相邻节点发送的应答消息, 此时应当由发送节点发起路由修复, 或者发送节 点发送网络状态命令到源节点或目的节点通知源节点或目的节点进行路由修 复, 路由修复的方法也可以是重新进行路由发现。 这里所说的规定的时间, 可以根据相邻节点的休眠时间来确定。 比如发送探测帧持续时间超过了最大 的休眠时间, 那么如果没有冲突或干扰, 也没有故障的话, 应该有相邻节点 接收到探测帧并返回应答消息, 考虑到可能的冲突或干扰, 这个持续时间可 以为最大休眠时间的倍数。 另一种发起路由修复的情况是, 虽然收到应答, 但没有选择到合适的路由, 比如代价差太小, 因而进行修复, 重新进行路由 发现。
本领域普通技术人员可以理解: 实现上述方法实施例的全部或部分步骤 可以通过程序指令相关的硬件来完成, 前述的程序可以存储于计算机可读取 存储介质中, 该程序在执行时, 执行包括上述方法实施例的步骤; 而前述的 存储介质包括: ROM, RAM,磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是: 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案, 而非对其 限制; 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明, 本领域的普通技术 人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改, 或 者对其中部分技术特征进行等同替换; 而这些修改或者替换, 并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

  1. 权利 要求
    1、 一种路由方法, 其特征在于, 包括:
    向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧;
    接收来自接收到所述探测帧的相邻节点返回的应答消息;
    从返回应答消息的相邻节点中, 选择一个相邻节点作为数据发送的下一 跳节点, 其中, 所述被选择为下一跳节点的相邻节点的代价参数比发送节点 存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数低的相邻节点。
    2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 进一步包括: 判断发送节 点存储的到达所述目的节点的路由表中是否保存有下一跳节点的地址;
    当发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中没有保存下一跳节点的 地址时, 向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧。
    3、根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 所述判断发送节点存储的 到达所述目的节点的路由表中是否保存有下一跳节点的地址具体为: 根据路 由表中标记位判断发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中是否保存有 下一跳节点的地址。
    4、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 进一步包括: 通知相邻节 点发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数;
    所述接收来自接收到所述探测帧的相邻节点返回的应答消息具体为: 接收来自接收到所述探测帧并且代价参数低于发送节点存储的到达所述 目的节点的路由表中代价参数的相邻节点返回的应答消息;
    所述从返回应答消息的相邻节点中选择一个相邻节点作为数据发送的下 一跳节点具体为:
    如果返回的应答消息中携带有相邻节点的代价参数, 从返回应答消息的 相邻节点中, 选择代价参数最低的相邻节点作为数据发送的下一跳节点; 或 者
    从返回应答消息的相邻节点中, 选择第一个返回应答信息的相邻节点作 为数据发送的下一跳节点; 或者
    从返回应答消息且代价参数与发送节点存储的到达所述目的节点的路由 表中代价参数的差值达到代价参数门限的相邻节点中, 选择一个相邻节点作 为数据发送的下一跳节点; 或者
    从返回应答消息的相邻节点中, 任意选择一个相邻节点作为数据发送的 下一跳节点。
    5、 根据权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 进一步包括, 通知相邻节 点代价参数差值门限;
    所述接收来自接收到所述探测帧的相邻节点返回的应答消息具体为: 接收来自接收到所述探测帧并且代价参数与发送节点存储的到达所述目 的节点的路由表中代价参数的差值达到所述代价参数门限的相邻节点返回的 应答消息;
    所述从返回应答消息的相邻节点中选择一个相邻节点作为数据发送的下 一跳节点具体为:
    如果返回的应答消息中携带有相邻节点的代价参数, 从返回应答消息的 相邻节点中, 选择代价参数最低的相邻节点作为数据发送的下一跳节点; 或 者; 或者
    从返回应答消息的相邻节点中, 选择第一个返回应答信息的相邻节点作 为数据发送的下一跳节点; 或者
    从返回应答消息的相邻节点中, 任意选择一个相邻节点作为数据发送的 下一跳节点。
    6、根据权利要求 1到 5中任一项权利要求所述的方法, 其特征在于, 进 一步包括:
    向未被选择作为所述下一跳节点的其余返回响应消息的相邻节点, 通知 所述被选择作为下一跳节点的相邻节点。
    7、根据权利要求 1到 5中任一项权利要求所述的方法, 其特征在于, 进 一步包括, 设置接收相邻节点返回的应答消息的时间;
    所述从返回应答消息的相邻节点中选择一个相邻节点作为数据发送的下 一跳节点具体为: 在所述接收相邻节点返回的应答消息的时间届满后, 从返 回应答消息的相邻节点中选择一个相邻节点作为数据发送的下一跳节点。
    8、根据权利要求 1到 5中任一项权利要求所述的方法, 其特征在于, 进 一步包括: 当未接收到任何相邻节点返回的应答消息, 或者无法选择到合适 的下一跳节点时, 进行路由修复。
    9、 一种路由方法, 其特征在于, 包括:
    接收发送节点发送的包含目的地址的探测帧;
    当接收节点存储的路由表中包含目的节点的地址时, 返回包含所述接收 节点的代价参数的应答消息; 或者
    当接收节点存储的路由表中包含目的节点的地址且获取的接收节点的代 价参数低于发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数时, 返回 应答消息。
    10、 根据权利要求 9所述的方法, 其特征在于, 进一步包括: 获取代价 参数差值的门限;
    所述如果接收节点存储的路由表中包含目的节点的地址且接收节点的代 价参数低于发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数时返回应 答消息具体为: 当接收节点存储的路由表中包含目的节点的地址, 且接收节 点的代价参数与发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数的差 值达到所述代价参数门限时, 返回应答消息。
    11、根据权利要求 9或 10所述的方法, 其特征在于, 所述返回应答消息 中携带所述接收节点的代价参数。
    12、 根据权利要求 9或 10所述的方法, 其特征在于, 进一步包括: 在 返回应答消息后, 如果又监听到所述包含目的地址的探测帧, 随机退避一定 的时间再次返回所述应答消息。
    13、 根据权利要求 9或 10所述的方法, 其特征在于, 进一步包括: 在 返回应答消息后, 在规定的时间内未收到相应的数据包, 按照自身的时序工 作; 或者
    接收到发送节点发送的包含被选择为下一跳节点的相邻节点的广播, 如 果所述接收节点不是被选择为下一跳节点的相邻节点,按照自身的时序工作; 或者,
    监听数据包的发送, 如果数据包不是发送给所述接收节点, 按照自身的 时序工作。
    14、 一种通信设备, 其特征在于, 包括: 发送单元: 用于向相邻节点发送包含目的节点地址的探测帧; 接收单元:用于接收来自接收到所述探测帧的相邻节点返回的应答消息; 存储单元: 用于存储到达所述目的节点的路由表;
    选择单元: 用于从返回应答消息的相邻节点中, 选择一个相邻节点作为 数据发送的下一跳节点, 其中, 所述被选择作为下一跳节点的相邻节点的代 价参数比存储单元存储的到达所述目的节点的路由表中的代价参数低的相邻 节点。
    15、 根据权利要求 14所述的通信设备, 其特征在于, 进一步包括: 判断单元, 用于判断存储单元存储的到达所述目的节点的路由表中是否 保存下一跳节点的地址代价参数;
    所述的发送单元, 用于当判断单元判断存储单元存储的到达所述目的节 点的路由表中没有保存下一跳节点的地址时, 向相邻节点发送包含目的节点 地址的探测帧。
    16、 根据权利要求 15 所述的通信设备, 其特征在于, 所述发送单元, 还用于通知相邻节点存储单元存储的到达所述目的节点的路由表中代价参 数;
    所述的接收单元, 还用于接收来自接收到所述探测帧并且代价参数低于 发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数的相邻节点返回的应 答消息。
    17、 根据权利要求 16 所述的通信设备, 其特征在于, 所述发送单元, 还用于通知相邻节点代价参数差值门限;
    所述的接收单元, 还用于接收来自接收到所述探测帧并且代价参数与发 送节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数的差值达到所述代价参 数门限的相邻节点返回的应答消息。
    18、 根据权利要求 15至 16中任一项权利要求所述的通信设备, 其特征 在于, 还包括路由修复单元,
    所述路由修复单元, 用于当接收单元未接收到相邻节点返回的任何应答 消息, 或者选择单元无法选择到合适的下一跳节点时, 进行路由修复。
    19、 一种通信设备, 其特征在于, 包括: 接收单元, 用于接收发送节点发送的包含目的地址的探测帧; 存储单元, 用于存储路由表;
    生成单元, 用于当存储单元存储的路由表中包含目的节点的地址时, 生 成包含所述接收节点的代价参数的应答消息; 或者当存储单元存储的路由表 中包含目的节点的地址且存储单元存储的路由表中代价参数低于获取的发送 节点存储的到达所述目的节点的路由表中代价参数时, 生成应答消息;
    发送单元, 用于发送生成单元生成的应答消息。
    20、 根据权利要求 19 所述的通信设备, 其特征在于, 所述生成单元包 括: 获取单元一, 用于获取发送节点存储的到达所述目的节点的路由表中下 一跳节点的代价参数;
    生成单元一, 用于当存储单元存储的路由表中包含目的节点的地址且存 储单元存储的路由表中代价参数低于获取的发送节点存储的到达所述目的节 点的路由表中代价参数时, 生成应答消息。
    21、 根据权利要求 20 所述的通信设备, 其特征在于, 所述生成单元进 一步包括: 获取单元二, 用于获取代价参数差值的门限;
    所述生成单元一,用于当存储单元存储的路由表中包含目的节点的地址, 且存储单元存储的路由表中代价参数与发送节点存储的到达所述目的节点的 路由表中代价参数的差值达到所述代价参数门限时, 生成应答消息。
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