CN109618381B - 一种自组网通信方法及自组网通讯系统 - Google Patents

一种自组网通信方法及自组网通讯系统 Download PDF

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Abstract

本发明请求保护一种自组网通信方法及自组网通讯系统，所述自组网通讯系统包括多个进行组网的无线节点、通信基站及云服务器，所述无线节点之间进行单跳信息传送，当有无线节点处在通信基站的通信半径范围R内时，该处于通信半径范围R内的无线节点通过通信基站将信息无线传送到云服务器端，并通过云服务器返回信息并在无线节点之间传送，实现自组网通信，其所述无线节点之间采用改进的目的站点编号距离矢量DSDV协议进行组网，主要改进在于，将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合构建多树拓扑来进行组网，及节点通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，包括以下步骤：初始化步骤；节点之间建立路由的步骤；优先级分配步骤；其传输优先级越高，优先选择该条路由进行数据传输，实现组网通信。

Description

一种自组网通信方法及自组网通讯系统
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体属于一种自组网通信方法以及自组网通信系统。
背景技术
无线自组织网络由节点构成，是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP(Acess Point接入点))的情况下，提供节点之间的相互通信。由于节点的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个节点如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。网络中的移动节点具有路由和分组转发功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。无线自组织网络既可以作为单独的网络独立工作，也可以以末端子网的形式接入现有网络，如Internet网络和蜂窝网。
目的站点编号距离矢量DSDV协议的基本原理是：每一个节点维持一个到其它节点的路由表，表的内容为路由的“下一跳”节点。DSDV创新之处是为每一条路由设置一个序列号，序列号大的路由为优选路由，当序列号相同的情况下，跳数少的路由为优选路由。现有技术中存在这样的问题：这里设置序列号的大小是基于下一跳为单跳时而做出的优先级而设置的，对于自组织网络，其分布呈树型分布，当树顶节点将信息传导到叶节点时，各个叶节点之间的分布是散乱分布的，因此其是复杂的多跳分布，仅仅根据序列号大小并不能作为优先传导的第一选择因素，有可能序列号小但是其树枝更长，而下一跳更接近根节点(即无线自组织网络中在基站无线通信范围内的节点)，即存在该节点更优先进行通信的情况；节点广播的序列号是单调递增的偶数，当节点B发现到节点D的路由(路由序列号为s)中断后，节点B就广播一个路由信息，告知该路由的序列号变为s+l，并把跳数设置为无穷大，这样，任何一个通过B发送信息的节点A的路由表中就包括一个无穷大的距离，这一过程直到A收到一个到达D的有效路由(路由序列号为s+1-1)为止。
目的站点编号距离矢量DSDV(Destination Sequenced DistanceVectorRouting)是一种适用于移动自组织网络的表驱动式路由协议，DSDV路由算法在每个节点保存一份路由表，表中每一条记录一个序列号，偶数序列号表示此连接存在，由目的地址对应的节点生成，奇数序列号表示连接已经破损，由发现连接破损的节点生成；节点之间会相互发送路由信息，这种路由信息可以分为两种，一种包含所有可用的路由信息，另外一种只包含路由表更新部分的信息。DSDV要求路由表频繁更新，在网络空闲时仍会耗费能量和网络带宽。一旦网络拓扑结构发生变化，新的序列号就会生成；因此标准DSDV无法适用于快速变化的网络，因此提供一种改进的DSDV路由协议用于自组织网络就显得很重要了。
发明内容
本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种快速组网、提高组网成功率、提高传输效率的自组网通信方法及自组网通信系统。本发明的技术方案如下：
一种自组网通信方法，应用于无线自组网通讯系统中，所述无线自组网通讯系统包括多个进行组网的无线节点、通信基站及云服务器，所述无线节点之间进行单跳信息传送，当有无线节点处在通信基站的通信半径范围R内时，该处于通信半径范围R内的无线节点通过通信基站将信息无线传送到云服务器端，并通过云服务器返回信息并在无线节点之间传送，实现自组网通信，所述无线节点之间采用改进的目的站点编号距离矢量DSDV协议进行组网，主要改进在于，将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合构建多树拓扑来进行组网，及节点通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，具体包括以下步骤：
初始化步骤：节点获得网络的基本配置信息并得到节点之间的参数以及系统配置参数，首先，节点之间通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，通过邻居之间相互传递消息获取邻居节点信息，这些信息包括：邻居节点位置、发送功率及邻居的邻居信息；然后根据所述的邻居节点信息计算相互之间的距离、接收信噪比信息；
节点之间建立路由的步骤：在每个节点中保存一份路由表，表中每一条记录一个序列号，偶数序列号表示此连接存在，由目的地址对应的节点生成，奇数序列号表示连接已经破损，由发现连接破损的节点生成；节点之间会相互发送路由信息，所述路由信息分为两种，一种包含所有可用的路由信息，另外一种只包含路由表更新部分的信息；
优先级分配步骤：对应于偶数序列号的路由，采用构建多树拓扑的方法来确定出优选路由，具体包括步骤：根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树；根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置，并根据节点在所归属的子树中的位置来计算与根节点之间的距离，将距离L作为第一优先级，设置距离权重系数wj，将跳数N作为第二优先级，设置跳数权重系数wt，路由选择优先级函数F＝Lwj+Nwt,wj>wt,即F值越小，其传输优先级越高，优先选择该条路由进行数据传输，实现组网通信。
进一步的，所述根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置的步骤具体包括：确定所述节点在所归属子树中的层级，包括：将所述节点的上行带宽与每层节点的上行带宽进行比较，如果所述节点的上行带宽小于当前层中节点的最大上行带宽，且大于当前层中节点的最小上行带宽，则确定所述节点归属当前层；
确定所述节点在所归属子树中的父节点，具体包括：接收所述节点和所述节点的上层节点发送的携带自身产生的测试信息，并根据预设策略为所述节点选择父节点。
进一步的，所述对应于偶数序列号的路由，根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树，具体包括；根节点将节点的上行带宽与子树的子流带宽进行比较，如果节点的上行带宽小于子树的子流带宽，则将该节点作为叶子节点加入到所有子树中；如果节点的上行带宽大于子树的子流带宽，则将该节点作为中间节点加入到上行带宽最小的子树中，该节点在其它子树作为叶子节点，其中的子树的上行带宽等于中间节点的上行带宽的总和，中间节点的上行带宽的总和数值越大，子树的上行能力越大。
进一步的，所述奇数序列号由发现连接破损的节点生成，具体为：如果连续两个周期不能收到相邻节点的相互传递信息，则推断出链路断，将断的链路度量值等于∞，并分配一个新的序列号，这种情况下的序列号为奇数，以区别目的节点为更新报文分配的序列号。
进一步的，路由选择优先级函数F＝LWj+NWt,Wj>Wt,Wj取值0.6，Wt取值0.4。
进一步的，所述节点在初始化阶段获得网络的基本配置信息并进行计算，具体步骤如下：
通过HELLO包交互获得邻居节点信息，并计算出节点间链路的信噪比、交换彼此的操作权限信息；通过北斗定位系统或者获得本节点位置信息；通过相邻节点交互获得其他节点位置信息，并采用距离公式计算相互之间的距离。
进一步的，所述所有可用的路由信息，包括邻居节点信息、节点间链路的信噪比、交换彼此的操作权限信息、节点位置信息、节点之间的距离；所述路由表更新部分的信息指的是节点位置信息及节点之间的距离。
进一步的，所述构建多树拓扑的方法可替换为：在传统目的站点编号距离矢量DSDV协议的基础上，各个节点之间建立HELLO握手网络，HELLO握手网络中路由器节点所连接的每条链路增加休眠状态，在给定的网络拓扑上选定一棵共享的生成树，其上的链路始终处于工作状态以确保网络连通，其他不在生成树上的链路若没有流量经过则进入休眠状态，每个路由器保存全网路径的最短路径路由表和对应生成树的路由表，对于一个数据包，入口路由器根据当前链路负载决定数据包采用其中一种路径，并增加标签标识，非入口路由器根据标签选择相应路由表进行转发。
一种基于前述方法的自组网通信系统，所述无线自组网通讯系统包括多个进行组网的无线节点、通信基站及云服务器，所述无线节点之间进行单跳信息传送，当有无线节点处在通信基站的通信半径范围R内时，该处于通信半径范围R内的无线节点通过通信基站将信息无线传送到云服务器端，并通过云服务器返回信息并在无线节点之间传送，实现自组网通信，其还包括改进的无线组网模块，改进的无线组网模块主要改进在于，将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合构建多树拓扑来进行组网，及节点通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，改进的无线组网模块具体包括以下模块：
初始化模块：节点获得网络的基本配置信息并得到节点之间的参数以及系统配置参数，首先，节点之间通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，通过邻居之间相互传递消息获取邻居节点信息，这些信息包括：邻居节点位置、发送功率及邻居的邻居信息；然后根据所述的邻居节点信息计算相互之间的距离、接收信噪比信息；
节点之间路由建立模块：用于在每个节点中保存一份路由表，表中每一条记录一个序列号，偶数序列号表示此连接存在，由目的地址对应的节点生成，奇数序列号表示连接已经破损，由发现连接破损的节点生成；节点之间会相互发送路由信息，所述路由信息分为两种，一种包含所有可用的路由信息，另外一种只包含路由表更新部分的信息；
优先级分配模块：对应于偶数序列号的路由，采用构建多树拓扑的方法来确定出优选路由，具体包括步骤：根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树；根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置，并根据节点在所归属的子树中的位置来计算与根节点之间的距离，将距离L作为第一优先级，设置距离权重系数wj，将跳数N作为第二优先级，设置跳数权重系数wt，路由选择优先级函数F＝Lwj+Nwt,wj>wt,即F值越小，其传输优先级越高，优先选择该条路由进行数据传输，实现组网通信。
进一步的，所述优先级分配模块可替换为：采用在传统目的站点编号距离矢量DSDV协议的基础上，各个节点之间建立HELLO握手网络，HELLO握手网络中路由器节点所连接的每条链路增加休眠状态，在给定的网络拓扑上选定一棵共享的生成树，其上的链路始终处于工作状态以确保网络连通，其他不在生成树上的链路若没有流量经过则进入休眠状态，每个路由器保存全网路径的最短路径路由表和对应生成树的路由表，对于一个数据包，入口路由器根据当前链路负载决定数据包采用其中一种路径，并增加标签标识，非入口路由器根据标签选择相应路由表进行转发。
本发明的优点及有益效果如下：
本发明通过研究分析了现有自组网的不足之处，并且结合现有的目的站点编号距离矢量DSDV自组网协议的不足之处，无线节点之间采用改进的目的站点编号距离矢量DSDV协议进行组网，主要改进在于，创新性的将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合构建多树拓扑来进行组网，克服了DSDV要求路由表频繁更新，在网络空闲时仍会耗费能量和网络带宽的问题，考虑到了节点的上行带宽信息，并根据节点的上行带宽信息均衡地将节点分配到各个子树中，保证多树拓扑的子树深度容易控制，进而有助于提高多树拓扑的传输效率，及节点通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，RIP路由信息协议使用RIP报文中列出的项，RIP主机可以彼此之间交流路由信息。这些信息存储在路由表中，路由表为每一个知道的、可达的目的地保留一项。每个目的地表项是到达那个目的地的最低开销路由，降低了路由开销。还可以采用Scribe(斯科伯)方法来构建多树拓扑，对采用Scribe(斯科伯)方法来构建多树拓扑需要做出相应的改进，即在Scribe(斯科伯)方法中加入上行带宽信息。
附图说明
图1 是本发明提供优选第一实施例一种自组网通信方法的流程图；
图2 是本发明提供优选实施例一种自组网通信系统的框图。
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、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
第一实施例
如图1 所示，一种自组网通信方法，应用于无线自组网通讯系统中，所述无线自组网通讯系统包括多个进行组网的无线节点、通信基站及云服务器，所述无线节点之间进行单跳信息传送，当有无线节点处在通信基站的通信半径范围R内时，该处于通信半径范围R内的无线节点通过通信基站将信息无线传送到云服务器端，并通过云服务器返回信息并在无线节点之间传送，实现自组网通信，所述无线节点之间采用改进的目的站点编号距离矢量DSDV协议进行组网，主要改进在于，将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合构建多树拓扑来进行组网，及节点通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，这是本发明的其中一个创新点，即结合多树拓扑的优点和RIP路由信息协议的优点进行组网，这是不容易想到的，且实验表明，采用这三者结合得到的传输效果比仅仅采用一种或者采用两种的传输效果更好，通常只会考虑到采用其他协议来进行组网，本发明具体包括以下步骤：
初始化步骤：节点获得网络的基本配置信息并得到节点之间的参数以及系统配置参数，首先，节点之间通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，通过邻居之间相互传递消息获取邻居节点信息，这些信息包括：邻居节点位置、发送功率及邻居的邻居信息；然后根据所述的邻居节点信息计算相互之间的距离、接收信噪比信息(这里的计算公式采用的是公知技术，在此不赘述)；
节点之间建立路由的步骤：在每个节点中保存一份路由表，表中每一条记录一个序列号，偶数序列号表示此连接存在，由目的地址对应的节点生成，奇数序列号表示连接已经破损，由发现连接破损的节点生成；节点之间会相互发送路由信息，所述路由信息分为两种，一种包含所有可用的路由信息，另外一种只包含路由表更新部分的信息；
优先级分配步骤：对应于偶数序列号的路由，采用构建多树拓扑的方法来确定出优选路由，具体包括步骤：根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树；根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置，并根据节点在所归属的子树中的位置来计算与根节点之间的距离，将距离L作为第一优先级，设置距离权重系数wj，将跳数N作为第二优先级，设置跳数权重系数wt，路由选择优先级函数F＝Lwj+Nwt,wj>wt,即F值越小，其传输优先级越高，优先选择该条路由进行数据传输，实现组网通信。
RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议)是一种内部网关协议(IGP)，是一种动态路由选择协议，用于自治系统(AS)内的路由信息的传递。RIP协议基于距离矢量算法(DistanceVectorAlgorithms)，使用“跳数”(即metric)来衡量到达目标地址的路由距离。这种协议的路由器只关心自己周围的世界，只与自己相邻的路由器交换信息，范围限制在15跳(15度)之内，再远，它就不关心了。RIP应用于OSI网络七层模型的网络层。各厂家定义的管理距离(AD，即优先级)如下：华为定义的优先级是100，思科定义的优先级是120。
使用RIP报文中列出的项，RIP主机可以彼此之间交流路由信息。这些信息存储在路由表中，路由表为每一个知道的、可达的目的地保留一项。每个目的地表项是到达那个目的地的最低开销路由。
每个目的地的表项数可以随路由生产商的不同而变化。生产商可能选择遵守规范，也可以对标准进行他们认为合适的“强化”。所以，用户很可能会发现某个特殊商标的路由器为每一个网络中的目的地存储至多4条相同费用的路由。
每个路由表项包括以下各域：目的IP地址域、距离-向量度量域、下一跳IP地址域、路由变化标志域及路由计时器域、
注意虽然RFC 1058是一个开放式标准，能支持大量互连网络地址结构，然而它是由IETF设计用于Internet中自治系统内的协议。如此，使用这种形式RIP的自然是网络互联协议。
1.目的IP地址域
任何路由表中所包含的最重要信息是到所知目的地的I P地址。一旦一台RIP路由器收到一个数据报文，就会查找路由表中的目的I P地址以决定从哪里转发那个报文。
2.度量标准域
路由表中的度量域指出报文从起始点到特定目的地的总耗费。路由表中的度量是从路由器到特定目的地之间网络链路的耗费总和。
3.下一跳IP地址域
下一跳IP地址域包括至目的地的网络路径上下一个路由器接口的IP地址。如果目的IP地址所在的网络与路由器不直接相连时，路由器表中才出现此项。
4.路由变化标志域
路由变化标志域用于指出至目的IP地址的路由是否在最近发生了变化。这个域是重要的，因为RIP为每一个目的IP地址只记录一条路由。
5.路由计时器域
有两个计时器与每条路由相联系，一个是超时计时器，一个是路由刷新计时器。这些计时器一同工作来维护路由表中存储的每条路由的有效性。
优选的，所述根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置的步骤具体包括：确定所述节点在所归属子树中的层级，包括：将所述节点的上行带宽与每层节点的上行带宽进行比较，如果所述节点的上行带宽小于当前层中节点的最大上行带宽，且大于当前层中节点的最小上行带宽，则确定所述节点归属当前层；
确定所述节点在所归属子树中的父节点，具体包括：接收所述节点和所述节点的上层节点发送的携带自身产生的测试信息，并根据预设策略为所述节点选择父节点。
优选的，所述对应于偶数序列号的路由，根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树，具体包括；根节点将节点的上行带宽与子树的子流带宽进行比较，如果节点的上行带宽小于子树的子流带宽，则将该节点作为叶子节点加入到所有子树中；如果节点的上行带宽大于子树的子流带宽，则将该节点作为中间节点加入到上行带宽最小的子树中，该节点在其它子树作为叶子节点，其中的子树的上行带宽等于中间节点的上行带宽的总和，中间节点的上行带宽的总和数值越大，子树的上行能力越大。
优选的，所述奇数序列号由发现连接破损的节点生成，具体为：如果连续两个周期不能收到相邻节点的相互传递信息，则推断出链路断，将断的链路度量值等于∞，并分配一个新的序列号，这种情况下的序列号为奇数，以区别目的节点为更新报文分配的序列号。
优选的，路由选择优先级函数F＝LWj+NWt,Wj>Wt,Wj取值0.6，Wt取值0.4。
优选的，所述节点在初始化阶段获得网络的基本配置信息并进行计算，具体步骤如下：
通过HELLO包交互获得邻居节点信息，并计算出节点间链路的信噪比、交换彼此的操作权限信息；通过北斗定位系统或者获得本节点位置信息；通过相邻节点交互获得其他节点位置信息，并采用距离公式计算相互之间的距离。
优选的，所述所有可用的路由信息，包括邻居节点信息、节点间链路的信噪比、交换彼此的操作权限信息、节点位置信息、节点之间的距离；所述路由表更新部分的信息指的是节点位置信息及节点之间的距离。
第二实施例：所述构建多树拓扑的方法可替换为：在传统目的站点编号距离矢量DSDV协议的基础上，各个节点之间建立HELLO握手网络，HELLO握手网络中路由器节点所连接的每条链路增加休眠状态，在给定的网络拓扑上选定一棵共享的生成树，其上的链路始终处于工作状态以确保网络连通，其他不在生成树上的链路若没有流量经过则进入休眠状态，每个路由器保存全网路径的最短路径路由表和对应生成树的路由表，对于一个数据包，入口路由器根据当前链路负载决定数据包采用其中一种路径，并增加标签标识，非入口路由器根据标签选择相应路由表进行转发。
第三实施例：当然，除了采用本发明的方法来构建多树拓扑外，也可以采用Scribe(斯科伯)方法来构建多树拓扑，对采用Scribe(斯科伯)方法来构建多树拓扑需要做出相应的改进，即在Scribe(斯科伯)方法中加入上行带宽信息，根据Scribe方法构建的多树拓扑的特点是：第一、节点如果在一个子树中担任中间节点，则在其它子树中只能担任叶子节点；第二、将节点ID(标识)作为输入，利用Pastry(帕斯特瑞)算法分析可以得到节点的具体位置。
具体的，系统中有5个节点分别是节点A、节点B、节点C、节点D和节点E，上行带宽分别为256K比特、512K比特、1M比特、2M比特和4M比特，当前单条子流需要的上行带宽为512K比特，根据Scribe方法构建的多树拓扑的第一子树的深度为4，第二子树的深度为2。由于多树拓扑的整体时延受最大子树深度的影响，子树深度越深，时延越大，多树拓扑的整体时延也越大，这种构建多树拓扑的方法没有考虑节点的上行带宽信息，这会导致多树拓扑的子树的深度不易控制。因此需要加入上行带宽信息，就解决了多树拓扑的子树的深度不易控制的问题。
如图2 所示，一种基于前述方法的自组网通信系统，所述无线自组网通讯系统包括多个进行组网的无线节点、通信基站及云服务器，所述无线节点之间进行单跳信息传送，当有无线节点处在通信基站的通信半径范围R内时，该处于通信半径范围R内的无线节点通过通信基站将信息无线传送到云服务器端，并通过云服务器返回信息并在无线节点之间传送，实现自组网通信，其特征在于，还包括改进的无线组网模块，改进的无线组网模块主要改进在于，将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合构建多树拓扑来进行组网，及节点通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，改进的无线组网模块具体包括以下模块：
初始化模块：节点获得网络的基本配置信息并得到节点之间的参数以及系统配置参数，首先，节点之间通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，通过邻居之间相互传递消息获取邻居节点信息，这些信息包括：邻居节点位置、发送功率及邻居的邻居信息；然后根据所述的邻居节点信息计算相互之间的距离、接收信噪比信息；
节点之间路由建立模块：用于在每个节点中保存一份路由表，表中每一条记录一个序列号，偶数序列号表示此连接存在，由目的地址对应的节点生成，奇数序列号表示连接已经破损，由发现连接破损的节点生成；节点之间会相互发送路由信息，所述路由信息分为两种，一种包含所有可用的路由信息，另外一种只包含路由表更新部分的信息；
优先级分配模块：对应于偶数序列号的路由，采用构建多树拓扑的方法来确定出优选路由，具体包括步骤：根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树；根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置，并根据节点在所归属的子树中的位置来计算与根节点之间的距离，将距离L作为第一优先级，设置距离权重系数wj，将跳数N作为第二优先级，设置跳数权重系数wt，路由选择优先级函数F＝Lwj+Nwt,wj>wt,即F值越小，其传输优先级越高，优先选择该条路由进行数据传输，实现组网通信。
第四实施例：所述优先级分配模块可替换为：在传统目的站点编号距离矢量DSDV协议的基础上，参加专利申请号为201210539933.9，专利名称为最短路径树与生成树结合的节能路由方法，通过将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合该专利申请中最短路径树与生成树结合的思想来进行最优路径的选择，也可以实现无线通信组网。各个节点之间建立HELLO握手网络，HELLO握手网络中路由器节点所连接的每条链路增加休眠状态，在给定的网络拓扑上选定一棵共享的生成树，其上的链路始终处于工作状态以确保网络连通，其他不在生成树上的链路若没有流量经过则进入休眠状态，每个路由器保存全网路径的最短路径路由表和对应生成树的路由表，对于一个数据包，入口路由器根据当前链路负载决定数据包采用其中一种路径，并增加标签标识，非入口路由器根据标签选择相应路由表进行转发。创新性的采用了传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合分布式算法，每个入口路由器根据搜集到的链路负载信息独立进行决策；能够快速对网络负载变化作出实时响应，流量在最短路径树和生成树之间快速切换，能够实现无线组网的效率最大化。
以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (3)

1.一种自组网通信方法，应用于无线自组网通讯系统中，所述无线自组网通讯系统包括多个进行组网的无线节点、通信基站及云服务器，所述无线节点之间进行单跳信息传送，当有无线节点处在通信基站的通信半径范围R内时，该处于通信半径范围R内的无线节点通过通信基站将信息无线传送到云服务器端，并通过云服务器返回信息并在无线节点之间传送，实现自组网通信，其特征在于，所述无线节点之间采用改进的目的站点编号距离矢量DSDV协议进行组网，其特征在于：将传统目的站点编号距离矢量DSDV协议结合构建多树拓扑来进行组网，及节点通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，RIP用于自治系统内的路由信息的传递，每个路由表项包括：目的IP地址域、距离-向量度量域、下一跳IP地址域、路由变化标志域及路由计时器域，
使用RIP报文中列出的项，RIP主机可以彼此之间交流路由信息，路由信息存储在路由表中，路由表为每一个知道的、可达的目的地保留一项，每个目的地表项是到达那个目的地的最低开销路由；
目的IP地址域：任何路由表中所包含的最重要信息是到所知目的地的I P地址，一旦一台RIP路由器收到一个数据报文，就会查找路由表中的目的I P地址以决定从哪里转发那个报文；
度量标准域：路由表中的度量域指出报文从起始点到特定目的地的总耗费；路由表中的度量是从路由器到特定目的地之间网络链路的耗费总和；
下一跳IP地址域:下一跳IP地址域包括至目的地的网络路径上下一个路由器接口的IP地址；如果目
的IP地址所在的网络与路由器不直接相连时，路由器表中才出现此项；
路由变化标志域：路由变化标志域用于指出至目的IP地址的路由是否在最近发生了变化，这个域是重要的，因为RIP为每一个目的IP地址只记录一条路由；
路由计时器域：有两个计时器与每条路由相联系，一个是超时计时器，一个是路由刷新计时器，这些计时器一同工作来维护路由表中存储的每条路由的有效性；
具体包括以下步骤：
初始化步骤：节点获得网络的基本配置信息并得到节点之间的参数以及系统配置参数，首先，节点之间通过RIP路由信息协议与自己相邻的节点交换信息，通过邻居之间相互传递消息获取邻居节点信息，这些信息包括：邻居节点位置、发送功率及邻居的邻居信息；然后根据所述的邻居节点信息计算相互之间的距离、接收信噪比信息；
节点之间建立路由的步骤：在每个节点中保存一份路由表，表中每一条记录一个序列号，偶数序列号表示此连接存在，由目的地址对应的节点生成，奇数序列号表示连接已经破损，由发现连接破损的节点生成；节点之间会相互发送路由信息，所述路由信息分为两种，一种包含所有可用的路由信息，另外一种只包含路由表更新部分的信息；
优先级分配步骤：对应于偶数序列号的路由，采用多树拓扑构建算法来确定出优选路由，多树拓扑构建算法具体包括步骤：根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树；根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置，并根据节点在所归属的子树中的位置来计算与根节点之间的距离L，将距离L作为第一优先级， 设置距离权重系数wj，将跳数N作为第二优先级，设置跳数权重系数wt，路由选择优先级函数F＝Lwj+Nwt,wj>wt,即F值越小，其传输优先级越高，优先选择该条路由进行数据传输，实现组网通信；
所述根据所述节点的上行带宽信息确定所述节点在所归属的子树中的位置的步骤具体包括：确定所述节点在所归属子树中的层级，包括：将所述节点的上行带宽与每层节点的上行带宽进行比较，如果所述节点的上行带宽小于当前层中节点的最大上行带宽，且大于当前层中节点的最小上行带宽，则确定所述节点归属当前层；
确定所述节点在所归属子树中的父节点，具体包括：接收所述节点和所述节点的上层节点发送的携带自身产生的测试信息，并根据预设策略为所述节点选择父节点；
所述奇数序列号由发现连接破损的节点生成，具体为：如果连续两个周期不能收到相邻节点的相互传递信息，则推断出链路断，将断的链路度量值等于∞，并分配一个新的序列号，这种情况下的序列号为奇数，以区别目的节点为更新报文分配的序列号；
所述对应于偶数序列号的路由，根据节点的上行带宽信息确定所述节点是叶子节点还是中间节点，并确定所述节点所归属的子树，具体包括；根节点将节点的上行带宽与子树的子流带宽进行比较，如果节点的上行带宽小于子树的子流带宽，则将该节点作为叶子节点加入到所有子树中；如果节点的上行带宽大于子树的子流带宽，则将该节点作为中间节点加入到上行带宽最小的子树中，该节点在其它子树作为叶子节点，其中的子树的上行带宽等于中间节点的上行带宽的总和，中间节点的上行带宽的总和数值越大，子树的上行能力越大；
一旦网络拓扑结构发生变化，实现快速组网，提高组网成功率；
路由选择优先级函数F＝LWj+NWt,Wj>Wt, Wj取值0.6，Wt取值0.4；
所述所有可用的路由信息，包括邻居节点信息、节点间链路的信噪比、交换彼此的操作权限信息、节点位置信息、节点之间的距离；所述路由表更新部分的信息指的是节点位置信息及节点之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种自组网通信方法，其特征在于，所述节点在 初始化阶段获得网络的基本配置信息并进行计算，具体步骤如下：
通过HELLO包交互获得邻居节点信息，并计算出节点间链路的信噪比、交换彼此的操作权限信息；通过北斗定位系统或者获得本节点位置信息；通过相邻节点交互获得其他节点位置信息，并采用距离公式计算相互之间的距离。
3.根据权利要求1-2之一所述的一种自组网通信方法，其特征在于，所述构建多树拓扑的方法可替换为：在传统目的站点编号距离矢量DSDV协议的基础上，各个节点之间建立HELLO握手网络，HELLO握手网络中路由器节点所连接的每条链路增加休眠状态，在给定的网络拓扑上选定一棵共享的生成树，其上的链路始终处于工作状态以确保网络连通，其他不在生成树上的链路若没有流量经过则进入休眠状态，每个路由器保存全网路径的最短路径路由表和对应生成树的路由表，对于一个数据包，入口路由器根据当前链路负载决定数据包采用其中一种路径，并增加标签标识，非入口路由器根据标签选择相应路由表进行转发。
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