CN109379770B - 蓝牙mesh网络的路径辅助候选节点的优选方法、装置及节点 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法、装置及节点。所述方法包括：当第一节点和第二节点之间的通信链路发生损坏时，从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点；第一节点和第二节点为同一蓝牙Mesh定向转发网络路径上相邻的两个节点；所述候选辅助路径节点池为第一节点从邻居节点池中，排除了无法提供辅助的节点之后得到的节点集合；所述无法提供辅助的节点为已属于源节点到目标节点的路径的节点，第一节点和第二节点为属于源节点到目标节点的路径中的两邻接节点；本发明实施例优点为：在两个节点之间发送短路径通信故障时，寻找路径辅助节点，用于修复损坏的短路径，使得路径通信保持通畅。

Description

蓝牙mesh网络的路径辅助候选节点的优选方法、装置及节点
技术领域
本发明实施例涉及电子通讯技术领域，具体涉及一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法、装置及节点。
背景技术
蓝牙Mesh网络具有多对多拓扑结构，每台设备都能够与Mesh网络中的任何其他设备进行通信，且设备能够将信息中继至其他设备，使得端到端的通信范围得以扩展，远远超出每个单独节点的无线电范围。但是已发布的Mesh 1.0版本基于管理型网络泛洪机制，整个Mesh网络中所有开启了中继功能的节点都会对所接收的消息进行中继，中继涉及再次广播所接收到的消息，让与始发节点相距较远的其他节点也能接收到消息广播。当大量节点近乎同时的转发数据包时，很容易造成信道物理层面的冲突，造成传输失败。另外在中继转发过程中，每个中继节点还要进行收发的切换过程，也有可能造成发送或者接收失败。这样的特性决定了Mesh 1.0性能相对较低。
MDF(Mesh Directed Forwarding，Mesh定向转发)为下一代Mesh核心版本特性，传输层不再广播式泛洪的发送数据，而是在源节点到目标节点之间通过MDF协议寻找一条路径(Path)，只有隶属于路径的节点才会中继转发源到目标节点之间的通信数据。一旦MDF中继节点中任何一个丢失了中继数据会导致整个数据传输失败，因此每一跳节点需要进行若干次重传来确保数据以较高概率到达目标节点。且一旦路径中任何相邻接的两个节点间数据通信短路径发生损坏，数据将无法到达目标节点。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种蓝牙Mesh定向转发(MDF)网络路径的维护方法、装置及节点，以解决相邻的两个节点之间的通信链路损坏时，如何寻找最佳辅助节点来修复这两个节点之间通信的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种无线Mesh定向转发网络的路径(path)维护方法，包括：当第一节点和第二节点之间的通信链路发生故障时，或信号强度低于阈值，预计会发生通信故障时，第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点；第一节点和第二节点为同一蓝牙Mesh定向转发网络路径上相邻的两个节点；所述候选辅助路径节点池为第一节点从邻居节点池中排除了无法提供辅助的节点之后得到的节点集合；所述无法提供辅助的节点为已属于源节点到目标节点的路径中的任意节点，第一节点和第二节点为属于源节点到目标节点的路径中的两邻接节点；所述辅助路径节点用于修复第一节点和第二节点之间通信。
在本发明的一个实施例中，所述候选辅助路径节点池中，包括多个候选辅助路径节点，所述候选辅助路径节点为第一节点和第二节点共同的相邻节点；其中，第二节点的相邻节点的信息由第二节点通过邻居信息消息NINFO回报给第一节点(间接邻居)，配合第一节点接收到的其自身的邻居信息消息NINFO(直接邻居来源1)，以及第一节点接收到的任何可识别为来自其直接邻居的消息(直接邻居来源2)，使得第一节点获知第一节点和第二节点共同相邻节点，以得到候选辅助路径节点池。
在本发明的另一实施例中，所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点包括：所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候选辅助路径节点与所述第一节点之间的网络链路性能指标RSSI、消息接收次数与时间指标，在候选辅助路径节点池中优选出最佳辅助路径节点。
在本发明的又一个实施例中，所述网络链路性能指标包括信号强度指数RSSI，所述消息接收次数指标包括第一节点接收到第二节点发送的数据包的距今时间和历史接收到的数据包个数。
在本发明的再一个实施例中，所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候选辅助路径节点与所述第一节点之间的邻居间直接通信性能指标、数据包接收次数与时间指标寻找最佳辅助路径节点包括：所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候选辅助路径节点与所述第一节点之间的信号强度指数RSSI、第一节点接收到第二节点发送的数据包的距今时间和历史接收到的数据包个数利用多维度加权算法寻找最佳辅助路径节点；其中，所述第一节点最后一次接收到第二节点发送的数据包的权重大于历史接收到的其他数据包的权重。
在本发明的再一个实施例中，所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点包括：所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找多个辅助路径节点，多个辅助路径节点按照优先级排序；多个辅助路径节点用于按照优先级顺序修复第一节点和第二节点之间的通信。
在本发明的实施方式的第二方面中，提供了一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选装置，包括：寻找单元，用于当第一节点和第二节点之间的通信链路发生故障时，或信号强度低于阈值，预计会发生通信故障时，第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点；第一节点和第二节点为同一蓝牙Mesh定向转发网络路径上相邻的两个节点；所述候选辅助路径节点池为第一节点从邻居节点池中排除了无法提供辅助的节点之后得到的节点集合；所述无法提供辅助的节点为已属于源节点到目标节点的路径中的任意节点，第一节点和第二节点为属于源节点到目标节点的路径中的两邻接节点；所述辅助路径节点用于修复第一节点和第二节点之间通信。
在本发明的实施方式的第三方面中，提供了一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点，包括处理器和存储器；其中，所述存储器存储代码；所述处理器执行所述代码，用于执行第一方面所述的路径辅助候选节点的优选方法。
根据本发明的实施方式，本发明实施例提供的无线Mesh网络的路径维护方法、装置及节点具有如下优点：在两个节点之间发送短路径通信故障时，寻找路径辅助节点，使其和既有损坏的短路径之间形成三角形拓扑关系，用于修复损坏的短路径，从而修复了源节点到目标节点的路径，使得路径通信保持通畅。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明的一实施例提供的一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法应用架构图；
图2为本发明的一实施例提供的蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的直接邻居和间接邻居的示意图；
图3为本发明的另一实施例提供的一种蓝牙Mesh定向转发网络节点结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
本发明实施例提供的蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法、装置及节点应用于MDF(Mesh Directed Forwarding)。在本发明实施例中，源节点也可以称为路径源头(Path Originator，PO)，目标节点也可以称为路径目的地(Path Destination，PD)。
在MDF中，源节点和目标节点之间具有路径，路径可以由一条或多条数据通道组成，每条数据通道由处在源节点到目标节点之间的多个Mesh节点组成，该多个Mesh节点依次渐远源节点，且依次渐近目标节点，从而不再是泛洪式进行数据传播，而是让数据沿着多条数据通道的多个单一方向的传输。
需要说明的是，在MDF中，在进行业务数据传输前，需要先构建路径。在一个示例中，可以通过如下方式构建路径。
源节点广播路径请求(Path Request，可以简称PREQ)，路径请求包括源节点与目标节点信息。下一节点接收到路径请求后，记录其从哪个节点接收到的路径请求，并继续广播转发路径请求(每个节点接收到PREQ后会启动一个短时间的延迟timer，在这段时间内，收集来自于任何节点的PREQ，并进行优选，选出哪个来源的PREQ会是一个更佳的选择，路径更短，传输距离更近，信号更强等，节点记录最佳PREQ来源的节点)。最终当目标节点接收到路径请求后，根据其中的目标节点信息，不再继续转发广播路径请求。目标节点向其所选择的上一节点即其最佳PREQ来源节点发送路径响应(Path Reply，可以简称PREP)，路径响应(目标节点所选择的上一节点为目标节点记录的最佳PREQ来源的节点)，目标节点的上一节点继续向其上一节点转发路径响应，依次类推，直至源节点接收到路径响应。转发了路径响应的节点构成了源节点到目标节点之间路径的一条数据通道。源节点可重复本过程以为本路径创建多条数据通道。
接下来，对本发明实施例提供的一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法进行介绍。
实施例1
本实施例提供了一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法，包括：当第一节点和第二节点之间的通信链路发生故障时，或信号强度低于阈值，预计会发生通信故障时，第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点；第一节点和第二节点为同一蓝牙Mesh定向转发网络路径上相邻的两个节点；所述候选辅助路径节点池为第一节点从邻居节点池中排除了无法提供辅助的节点之后得到的节点集合；所述无法提供辅助的节点为已属于源节点到目标节点的路径中的任意节点，第一节点和第二节点为属于源节点到目标节点的路径中的两邻接节点；所述辅助路径节点用于修复第一节点和第二节点之间通信。
需要说明的是，第一节点为数据通道上相邻的两个节点中的任一个节点，相应地，第二节点为两个节点中第一节点之外的节点。第二节点也可以从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点。
阈值可以根据第一节点和第二节点之间的网络设备性能进行预先设置。
最佳辅助路径节点用于修复第一节点和第二节点之间通信，具体地，第一节点和第二节点之间传输的业务数据可以经由最佳辅助路径节点转发。
具体可以参考图1。图1中，PO为源节点，用作本实施例中的第一节点，RL7为本实施例中的第二节点，RL3为本实施例寻找到的最佳辅助路径节点。RL4、RL5、RL6、RL8、RL9分别表示Mesh网络中的一个节点，PD为目标节点。
所述候选辅助路径节点池中，包括多个候选辅助路径节点，所述候选辅助路径节点为第一节点和第二节点共同相邻的节点；其中，第二节点的相邻节点的信息由第二节点通过邻居信息消息(The NeighborInformation message，NINFO)汇报给第一节点(第二节点的相邻节点中有的节点为第一节点的间接邻居，有的节点为第二节点的直接邻居)，配合第一节点接收到的其自身的邻居信息消息NINFO(直接邻居来源1)，以及第一节点接收到的任何可识别为来自其直接邻居的消息(直接邻居来源2)，使得第一节点获知第一节点和第二节点共同的相邻节点，以得到候选辅助路径节点池。
可以参考图2。图2中，2、3、4、5分别表示Mesh网络中的一个节点，PAI表示第一节点，PN表示第二节点。2、3、4为第一节点的直接邻居。2、3、5为第二节点的直接邻居。PN在给PAI的NINFO汇报中，会报告PN自身，以及PN自己的直接邻居。对PAI来说，PAI可以知道PN的邻居有谁，PAI还知道，PAI自己的邻居有谁，从而可以获知PAI、PN共同的相邻节点，以得到候选辅助路径节点池。
在一个示例中，所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点包括：所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候选辅助路径节点与所述第一节点之间的网络链路性能指标(Received SignalStrength Indication，RSSI)、消息接收次数((PDU Received Count))与时间指标，在候选辅助路径节点池中优选出最佳辅助路径节点。
所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候候选辅助路径节点与所述第一节点之间的邻居间直接通信性能指标、数据包接收次数与时间指标寻找最佳辅助路径节点包括：
所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候选辅助路径节点与所述第一节点之间的信号强度指数RSSI、第一节点接收到第二节点发送的数据包的距今时间和历史接收到的数据包个数利用多维度加权算法寻找最佳辅助路径节点；其中，所述第一节点最后一次接收到第二节点发送的数据包的权重大于历史接收到的其他数据包的权重。
具体地，RSSI需要在多个数据包之间做加权平均。举例而言，比如刚刚收到的数据包信号量较强，则该数据包占据的权重就较大，即使之前的几个收到的数据包的RSSI均值较低，最终的经加权计算得到的RSSI也会较高。第一节点收到了几个第二节点发送的数据包，在什么时间之前收到的，当时这个数据包的信号强度RSSI是多少，是需要考量的因素。上述三个因素加权计算的结果，最终决定了在一个候选辅助路径节点池中，如何优中选优筛选出最佳的辅助路径节点。
所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点包括：所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找多个辅助路径节点，多个辅助路径节点按照优先级排序；多个辅助路径节点用于按照优先级顺序修复第一节点和第二节点之间的通信。
首先使用优先级最高的辅助路径节点修复第一节点和第二节点之间的通信，当优先级最高的辅助路径节点发生异常时，按照优先级顺序，使用次优先级的辅助路径节点修复第一节点和第二节点之间的通信，依次类推，从而可以保障源节点和目标节点之间的数据通路的正常运行。
本实施例提供的蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法具有如下优点：在两个节点之间发送短路径通信故障时，寻找路径辅助节点，使其和既有损坏的短路径之间形成三角形拓扑关系，用于修复损坏的短路径，从而修复了源节点到目标节点的路径，使得路径通信保持通畅。
实施例2
本实施例提供了一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选装置，包括：寻找单元，用于当第一节点和第二节点之间的通信链路发生故障时，或信号强度低于阈值，预计会发生通信故障时，第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点；第一节点和第二节点为同一蓝牙Mesh定向转发网络路径上相邻的两个节点；所述候选辅助路径节点池为第一节点从邻居节点池中排除了无法提供辅助的节点之后得到的节点集合；所述无法提供辅助的节点为已属于源节点到目标节点的路径中的任意节点，第一节点和第二节点为属于源节点到目标节点的路径中的两邻接节点；所述辅助路径节点用于修复第一节点和第二节点之间通信。
本实施例提供的蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选装置的功能单元的功能可以参考实施例1记载的内容实现，此处不再赘述。
本实施例提供的蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选装置具有如下优点：在两个节点之间发送短路径通信故障时，寻找路径辅助节点，使其和既有损坏的短路径之间形成三角形拓扑关系，用于修复损坏的短路径，从而修复了源节点到目标节点的路径，使得路径通信保持通畅。
实施例3
本实施例提供了一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点，如图3所示，所述无线Mesh网络节点包括处理器31和存储器32；其中，所述存储器32存储代码；所述处理器31执行所述代码，用于执行实施例1所述的蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法。
本实施例提供的蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点具有如下优点：在两个节点之间发送短路径通信故障时，寻找路径辅助节点，使其和既有损坏的短路径之间形成三角形拓扑关系，用于修复损坏的短路径，从而修复了源节点到目标节点的路径，使得路径通信保持通畅。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选方法，其特征在于，包括：
当第一节点和第二节点之间的通信链路发生故障时，或信号强度低于阈值，预计会发生通信故障时，第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点；第一节点和第二节点为同一蓝牙Mesh定向转发网络路径上相邻的两个节点；
所述候选辅助路径节点池为第一节点从邻居节点池中排除了无法提供辅助的节点之后得到的节点集合；所述无法提供辅助的节点为已属于源节点到目标节点的路径中的任意节点，第一节点和第二节点为属于源节点到目标节点的路径中的两邻接节点；
所述辅助路径节点用于修复第一节点和第二节点之间通信；
其中，所述候选辅助路径节点池中，包括多个候选辅助路径节点，所述候选辅助路径节点为第一节点和第二节点共同相邻的节点；其中，
第二节点的相邻节点的信息由第二节点通过邻居信息消息NINFO回报给第一节点，配合第一节点接收到的其自身的邻居信息消息NINFO，以及第一节点接收到的任何可识别为来自其直接邻居的消息，使得第一节点获知第一节点和第二节点共同的相邻节点，以得到候选辅助路径节点池。
2.根据权利要求1所述的路径辅助候选节点的优选方法，其特征在于，所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点包括：
所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候选辅助路径节点与所述第一节点之间的网络链路性能指标RSSI、消息接收次数与时间指标，在候选辅助路径节点池中优选出最佳辅助路径节点。
3.根据权利要求2所述的路径辅助候选节点的优选方法，其特征在于，所述网络链路性能指标包括信号强度指数RSSI，所述消息接收次数与时间指标包括第一节点接收到第二节点发送的数据包的距今时间和历史接收到的数据包个数。
4.根据权利要求3所述的路径辅助候选节点的优选方法，其特征在于，所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候候选辅助路径节点与所述第一节点之间的邻居间直接通信性能指标、数据包接收次数与时间指标寻找最佳辅助路径节点包括：
所述第一节点根据所述候选辅助路径节点池中的候选辅助路径节点与所述第一节点之间的信号强度指数RSSI、第一节点接收到第二节点发送的数据包的距今时间和历史接收到的数据包个数利用多维度加权算法寻找最佳辅助路径节点；其中，
所述第一节点最后一次接收到第二节点发送的数据包的权重大于历史接收到的其他数据包的权重。
5.根据权利要求1所述的路径辅助候选节点的优选方法，其特征在于，所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点包括：
所述第一节点从候选辅助路径节点池中寻找多个辅助路径节点，多个辅助路径节点按照优先级排序；
多个辅助路径节点用于按照优先级顺序修复第一节点和第二节点之间的通信。
6.一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点的优选装置，其特征在于，包括：
寻找单元，用于当第一节点和第二节点之间的通信链路发生故障时，或信号强度低于阈值，预计会发生通信故障时，第一节点从候选辅助路径节点池中寻找最佳辅助路径节点；第一节点和第二节点为同一蓝牙Mesh定向转发网络路径上相邻的两个节点；
所述候选辅助路径节点池为第一节点从邻居节点池中排除了无法提供辅助的节点之后得到的节点集合；所述无法提供辅助的节点为已属于源节点到目标节点的路径中的任意节点，第一节点和第二节点为属于源节点到目标节点的路径中的两邻接节点；
所述辅助路径节点用于修复第一节点和第二节点之间通信。
7.一种蓝牙mesh定向转发网络的路径辅助候选节点，其特征在于，包括处理器和存储器；其中，
所述存储器存储代码；
所述处理器执行所述代码，用于执行权利要求1-6任一项所述的路径辅助候选节点的优选方法。
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