CN105722181B - 无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，在该方法中，节点间通过周期或事件触发方式交换节点信息以获取节点K跳范围内的相邻节点信息，通过这两种方式获取的邻居节点信息主要包括但不限于：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别；通过该方法，各节点可以快速方便的自动获得相邻节点的信息，加速后续中继节点的频点选择、移动节点的快速切换和路由恢复过程。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于链状或者树状拓扑无线通信网络中获取基站邻居信息的方法。
背景技术
利用无线通信进行各种各样的服务已被广泛应用，不同的通信系统可具有不同的拓扑结构，其中，无线链状通信网由多个顺序排列而形成链状分布的固定节点组成，节点之间进行相互通信，通过协同工作来完成链状网络的自组织、自修复、自中继等功能，每个节点有两个方向的主干通信链路，可提供丰富的外围设备接入机会，因此其它的终端设备可以通过节点接入网络。网络的一端有CCU（Central Control Unit，中央控制单元），负责完成网络的管理、实时调度、到其他网络的路由转发等功能。
在链状或树状拓扑结构下，节点之间获取彼此的信息对于节点的自适应频点选择、快速切换、快速路由恢复、跨区建立连接等通信过程具有重要的意义，比如：1）链状网中如果节点知道一定跳数范围内相邻节点所使用的频点，就可以进行自适应频率复用；2）移动节点(移动终端)在快速切换的场景下，如果移动终端当前接入的节点知道邻居节点的信息，就可以指导移动终端进行快速频点扫频，锁定其目标切换节点，同时移动终端的源节点和目标节点可以提前为切换进行准备，以加速切换过程和路由恢复过程；3）在主干链状网中当有节点掉线时，掉线节点的上一跳和下一跳节点可以跨区建立连接，若其互相知道对方的信息，可以减小该连接建立的时间等。
以上这些通信过程都需要节点知道自己的邻居节点信息以及多跳范围内的邻居节点信息，但这并不意味着获取越多跳数邻居节点的信息越好。因为由于链状网络的拓扑结构，对于每一个节点来说，获取越多跳数外节点的信息，即获取的信息量越大，所需要的通信开销越大，导致系统的信令开销增大，尤其是在链状网络中含有的节点数目较多时，这种情况更加明显。再考虑到链状网络系统一般应用在偏远地区，且作为主干网络要进行远距离数据传输，节点与节点间间隔较远，节点的覆盖范围有限等原因，一般系统实现时，每个节点获取两跳范围内的邻居节点的信息即可满足通信过程中的通信性能要求，并且节省通信系统的开销。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，该方法适用于链状或者树状拓扑结构，能够快速获得相邻节点的信息；本发明采用的技术方案是：
一种无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，包括：
节点间通过周期触发方式和/或事件触发方式交换节点信息以获取节点K跳范围内的相邻节点信息。
进一步地，
第一种方式即周期触发方式交换节点信息具体包括：
每个节点周期性发送自身节点信息报文给其一跳邻居节点；该信息报文至少包括如下内容：
a).自身节点的如下信息：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别；
b).已经获取的K跳相邻节点的如下信息：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别；K为已经获取的相邻节点跳数；
收到相邻节点发送过来的节点信息后，当前节点使用该信息更新自身的邻居节点信息；
第二种方式即事件触发方式交换节点信息具体包括下述触发机制：
c).节点发现自身相邻节点变化时，向相邻节点通知自身获取到的节点信息；节点信息的内容与第一种方式即周期触发方式交换节点信息中提到的内容相同；
d).新节点新接入网络后，主动向相邻节点发送节点信息请求报文去请求节点信息；节点信息请求报文中至少包括：请求源节点标识、请求目的节点标识、以及请求响应报文中应携带的内容；请求响应报文中应携带的内容与第一种方式即周期触发方式交换节点信息中提到的内容相同；请求目的节点根据请求源节点标识确定新节点并向新节点反馈请求响应报文，以及在请求响应报文中携带新节点请求反馈的节点信息内容。
更进一步地，节点在空口传递节点信息时根据传输方向剔除传输方向上节点已知的信息。
更进一步地，K取1或2。
更进一步地，所述(d)中，请求目的节点在请求响应报文中携带自身以及一跳邻居节点的节点信息，包括自身节点和一跳邻居节点的节点标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别。
更进一步地，所述(c)中，当节点发现自身相邻节点掉线时，节点向掉线节点的下一跳节点发送请求建立连接的报文，在掉线节点的下一跳节点响应该请求报文后，两者跨节点建立连接；
节点更新自己的邻居节点信息，删除掉线节点的节点信息，向原有连接节点上报跨节点连接节点的节点信息，向跨节点连接节点上报原有连接节点的节点信息；原有连接节点不包括掉线节点。
无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，还包括：通过远程控制的方式给节点下发命令，以通知节点去获取该节点相邻一跳或两跳节点的节点信息，或告知节点，将节点自身的节点信息上报给与其相邻一跳或两跳的节点。
本发明的优点在于：提供该方法，各节点可以快速方便的自动获得相邻节点的信息，加速后续中继节点的频点选择、移动节点的快速切换和路由恢复过程。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的链状网示意图。
图2为本发明的另一个实施例的链状网示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，在该方法中，节点间通过周期触发方式和/或事件触发方式交换节点信息以获取节点两跳范围内的相邻节点信息。通过这两种方式获取的邻居节点信息主要包括但不限于：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别等。
空口是指节点之间无线通信的空中接口的意思。
对于第一种方式，周期触发方式交换节点信息具体包括：
每个节点周期性发送自身节点信息报文给其一跳邻居节点；该信息报文至少包括如下内容：
a).自身节点的如下信息：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别；
b).已经获取的K跳相邻节点的如下信息：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别；
其中：
K：已经获取的相邻节点跳数，链状或者树状网络中一般取1或2；取1更好。
需要注意的是节点在空口传递自身节点信息时可以根据传输方向剔除传输方向上节点已知的信息；比如节点A->节点B->节点C这个传输方向，节点B在向节点C传输自身节点信息时，并不需要将已知的节点C（假设节点C之前给节点B发送过节点信息报文）的信息再传给节点C；
收到相邻节点发送过来的节点信息后，当前节点使用该信息更新自身的邻居节点信息；
对于第二种方式，事件触发方式交换节点信息具体包括下述触发机制：
c).节点发现自身相邻节点变化时（包括：新节点接入/已有节点掉线/相邻节点信息发生变化），向相邻节点通知自身获取到的节点信息；节点信息的内容与第一种方式即周期触发方式交换节点信息中提到的内容相同；
d).新节点新接入网络后，主动向相邻节点发送节点信息请求报文去请求节点信息；节点信息请求报文中至少包括：请求源节点标识、请求目的节点标识、以及请求响应报文中应携带的内容；请求响应报文中应携带的内容与第一种方式即周期触发方式交换节点信息中提到的内容相同；请求目的节点根据请求源节点标识确定新节点并向新节点反馈请求响应报文，以及在请求响应报文中携带新节点请求反馈的节点信息内容；
实施例一，
附图1给出了主干链状网的节点示例图，对于每个节点而言，都有两个传输方向，本文中规定远离中央控制单元CCU的方向为前向链路，与之相对应，靠近CCU的方向为反向链路。节点1首先入网，连接到CCU，其它节点依次接入。当节点2接入到节点1时，节点1为节点2的父节点，节点2为节点1的子节点，以此类推。
当通过周期触发方式获取相邻节点信息时，对于节点2来说，节点2知道其子节点3的节点信息，节点2会周期性的发送含有自身和已知的节点3的信息报文给节点1，报文中包含的内容有：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别等。节点1在收到该报文后，由于其已知节点2的节点信息，只需更新自己的邻居节点3的节点信息即可。
同理，节点3会周期性向节点2上报自己和节点4的邻居信息，节点2在收到该信息报文后，会更新自己邻居节点4的节点信息，这样节点2就获得了自己前向两跳范围内节点3和节点4的邻居信息。以此类推，节点4向节点3上报自身和其子节点5的节点信息，这样节点3也会获得两跳范围节点5的邻居信息。此时，节点1,2,3都获得了自己前向两跳范围内的邻居节点信息；反向邻居节点信息的获得方式与前向相同；
实施例二，
当采用事件触发方式获取邻居节点信息时，以附图2为例，主干链状网上的节点1至节点6正常通信。
若节点7要加入网络，接入到节点6。当节点7成功入网后，会触发获取邻居节点信息的机制。节点7会主动向相邻节点6发送节点信息请求报文去获取节点6的节点信息，报文中包括：自身节点7的节点标识，目的节点6的节点标识，以及节点6的请求响应报文中应该携带的节点信息内容。节点6在收到这条节点信息请求报文后，通过请求响应报文中携带的源节点标识确认应反馈给节点7响应报文，以及在请求响应报文中应携带着节点7请求反馈的内容。由于节点6在正常通信过程中已经获取了自己的邻居节点信息，所以在请求响应报文中会携带着自己（节点6）以及一跳邻居节点（节点5）的节点信息，内容包括节点6和节点5的节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别等。节点7在收到来自节点6的请求响应报文之后，便获取了自己的邻居（节点6和节点5）节点信息。
当节点7成功接入节点6以后，节点6会发现自己的邻居节点有所变化（即有新的节点接入），这种情形会触发获取邻居节点机制。节点6会上报消息给其相邻节点5，告知节点5自身新获取到的节点7的节点信息，节点5在收到该条消息后，知道了自身的邻居节点发生变化并更新自己的邻居节点信息表。
以上实施例给出了新节点入网触发的一系列获取邻居节点信息的动作。下面仍以附图2为例，介绍另一种触发机制。
主干链状网上的节点1至节点7正常工作，现有一条业务消息从节点2传至节点7。在某个时刻，节点4掉线。当节点3转发业务消息至节点4时，搜索不到节点4的信息，无法与节点4进行通信，认为节点4掉线。由于节点3知道自己两跳范围内的邻居节点信息，即节点3知道节点5的节点信息，因此可以向节点5发送请求建立连接的报文，在节点5响应该请求报文后，二者进入跨节点建立连接的流程，在成功建立连接后，业务消息可以继续进行传送。
此时，节点3会更新自己的邻居节点信息，删除节点4的节点信息，通知节点2自身的相邻节点有所变化，向节点2上报节点5的节点信息，节点2在收到上报消息后，更新自己的邻居节点信息表；同时，节点3会向节点5上报节点2的节点信息，使节点5更新自己的邻居节点信息表；节点5发现自身的相邻节点有所变化，会进一步通知节点6自身获取的节点信息，即向节点6上报节点3的信息，令节点6更新自己的邻居节点信息表。
以上通过几个实例介绍了两种获取邻居节点信息的方法，除了周期或者事件触发的方式外，在无线链状网的通信过程中，还会存在这样一种情况：由远程控制如WEB界面远程访问配置的方式来下发获取某节点信息或者上报某节点信息的命令。以附图1为例，可通过远程控制命令通知节点4去获取节点6的节点信息，当节点4收到该配置命令后，会通过如前所述的两种方式来获取节点6的节点信息，以此响应该命令；除此之外，还可以通过远程控制命令告知节点6上报自己的节点信息给节点4，节点6在收到此配置消息后，也会通过如前所述两种方式来上报自己的节点信息。
Claims (6)
1.一种无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，其特征在于，包括：
节点间通过周期触发方式和/或事件触发方式交换节点信息以获取节点K跳范围内的相邻节点信息；
第一种方式即周期触发方式交换节点信息具体包括：
每个节点周期性发送自身节点信息报文给其一跳邻居节点；该信息报文至少包括如下内容：
a).自身节点的如下信息：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别；
b).已经获取的K跳相邻节点的如下信息：节点的标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别；K为已经获取的相邻节点跳数；
收到相邻节点发送过来的节点信息后，当前节点使用该信息更新自身的邻居节点信息；
第二种方式即事件触发方式交换节点信息具体包括下述触发机制：
c).节点发现自身相邻节点变化时，向相邻节点通知自身获取到的节点信息；节点信息的内容与第一种方式即周期触发方式交换节点信息中提到的内容相同；
d).新节点新接入网络后，主动向相邻节点发送节点信息请求报文去请求节点信息；节点信息请求报文中至少包括：请求源节点标识、请求目的节点标识、以及请求响应报文中应携带的内容；请求响应报文中应携带的内容与第一种方式即周期触发方式交换节点信息中提到的内容相同；请求目的节点根据请求源节点标识确定新节点并向新节点反馈请求响应报文，以及在请求响应报文中携带新节点请求反馈的节点信息内容。
2.如权利要求1所述的无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，其特征在于：
节点在传递节点信息时根据传输方向剔除传输方向上节点已知的信息。
3.如权利要求1所述的无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，其特征在于：
K取1或2。
4.如权利要求1所述的无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，其特征在于：
所述d)中，请求目的节点在请求响应报文中携带自身以及一跳邻居节点的节点信息，包括自身节点和一跳邻居节点的节点标识、至少包含频点信息的节点的空口参数、节点可以提供的服务类别。
5.如权利要求1所述的无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，其特征在于：
所述c)中，当节点发现自身相邻节点掉线时，节点向掉线节点的下一跳节点发送请求建立连接的报文，在掉线节点的下一跳节点响应该请求报文后，两者跨节点建立连接；
节点更新自己的邻居节点信息，删除掉线节点的节点信息，向原有连接节点上报跨节点连接节点的节点信息，向跨节点连接节点上报原有连接节点的节点信息；原有连接节点不包括掉线节点。
6. 如权利要求1～5中任一项所述的无线链状多跳网络中获取邻居节点信息的方法，其特征在于：
还包括：通过远程控制的方式给节点下发命令，以
通知节点去获取该节点相邻一跳或两跳节点的节点信息，
或告知节点，将节点自身的节点信息上报给与其相邻一跳或两跳的节点。
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