CN110073695B - 节点和由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法 - Google Patents

Abstract

提供了可在网状通信网络中操作的节点以及由其执行的用于向目的地路由接收的分组的方法。所述方法包括接收(100)寻址到所述网状网络中的目的地节点的分组，所述分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器有关的信息。所述方法还包括：确定(120)所述目的地地址是否包括在所述网状通信网络中的所述节点的路由表中；以及当目的地地址包括在路由表中时，根据所述路由表来转发(130)所述接收的分组；或者当目的地地址不包括在路由表中时，通过在所述网状通信网络中广播所述接收的分组来洪泛(140)所述接收的分组。

Description

节点和由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的 地路由接收的分组的方法

技术领域

本公开涉及通信网络，尤其涉及网状(mesh)通信网络中的路由。

背景技术

网状拓扑没有一个管理网络并在节点之间路由分组的中央设备(如接入点)。网状网络中的节点(与“设备”相同)与所有邻居通信，以便将分组从一个节点传送到另一个节点。节点可以重传来自其他节点的分组。这种网络的特点是部署简单、灵活、自我维护和扩展覆盖。

在诸如ZigBee、WirelessHART、ISA 100.11a的若干无线技术中采用网状网络。目前，正在进行蓝牙低功耗网状的标准化。

网状网络的一种操作方式是洪泛(flooding)。节点将分组广播到它们可以到达的所有节点。在接收到分组时，节点检查目的地地址，并且如果分组没有被寻址到该节点，则应该进一步广播该分组。洪泛不需要了解网状网络，也不保证分组的传递。

另一种操作方式是路由。代替广播，设备可以标识分组通过网络的路由以及将分组从一个节点单播到另一个节点。这需要了解网络中可能的路由。这些知识通过路由协议以主动方式(无论业务如何，定期收集和维护信息)或回应方式(在需要发送分组时发现路由)来获得。

洪泛网状网络具有使所有节点涉及重传每个分组的缺点。即使分组已经被传递，网络的某些部分仍可能进一步广播该分组。这消耗节点的电源(通常是受约束的)并对其他传输产生额外的干扰。

路由是智能得多的方式，其中仅必要的节点重传分组。但是网络知识维护会产生路由发现和更新的开销。这也会影响电源，并且由于路由发现，在网络初始化与第一个发送的分组之间出现延迟。

发明内容

目的是消除上面概述的至少一些问题。特别地，一个目的是提供一种节点和由其执行的用于向目的地路由接收的分组的方法。可以通过提供由根据下面所附的独立权利要求的节点和由节点执行的方法来获得这些目的和其他目的。

根据一个方面，提供了一种由网状通信网络中的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法。所述方法包括：接收寻址到所述网状网络中的目的地节点的分组，所述分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器有关的信息；以及确定所述目的地地址是否包括在所述网状通信网络中的所述节点的路由表中。所述方法还包括：当目的地地址包括在路由表中时，根据所述路由表来转发所述接收的分组；或者当目的地地址不包括在路由表中时，通过在所述网状通信网络中广播所述接收的分组来洪泛所述接收的分组。

根据一个方面，提供了一种在网状通信网络中的可操作以向目的地路由接收的分组的节点。所述节点被配置用于：接收寻址到所述网状网络中的目的地节点的分组，所述分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器有关的信息；以及确定所述目的地地址是否包括在所述网状通信网络中的所述节点的路由表中。所述方法还包括：当目的地地址包括在路由表中时，根据所述路由表来转发所述接收的分组；或者当目的地地址不包括在路由表中时，通过在所述网状通信网络中广播所述接收的分组来洪泛所述接收的分组。

所述节点和由其执行的方法具有若干优点。一个可能的优点是节点不需要执行任何路由发现或维护过程。因此，能够避免由任何路由发现或维护引起的开销。另一个可能的优点是，由于减少了开销，能够降低功耗。能够避免进一步的不必要的重传，因此也能够减少由于这种重传引起的干扰。另一个优点是能够在网状网络内自适应地管理低强度和高强度的业务流。低强度业务流可以使用洪泛来处理，而高强度业务流最初可以在洪泛模式下开始并在初始化时段之后切换到路由。

附图说明

现在将结合附图更详细地描述实施例，其中：

图1a是根据示例性实施例的由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的流程图；

图1b是根据又一示例性实施例的由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的流程图；

图1c是根据另一示例性实施例的由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的流程图；

图1d是根据又一示例性实施例的由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的流程图；

图1e是根据再一示例性实施例的由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的流程图；

图2a是指示不同类型的分组的表1的图示；

图2b是简化的网状通信网络的示例以及在源节点和目的地节点之间发送的分组的内容的图示；

图2c是简化的网状通信网络的示例以及节点C可如何基于接收的分组中包括的信息来更新路由表的图示；

图3a是根据示例性实施例的由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的流程图；

图3b是根据示例性实施例的由可在网状通信网络中操作的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的流程图；

图3c是网状通信网络的示例的图示；

图3d是每目的地地址具有两个条目的可能路由表的说明性示例；

图3e是每目的地地址具有一个条目的可能路由表的说明性示例；

图3f是网状通信网络的示例的另一个图示；

图4是根据示例性实施例的可在网状通信网络中操作的用于向目的地路由接收的分组的节点的框图；

图5是根据另一示例性实施例的可在网状通信网络中操作的用于向目的地路由接收的分组的节点的框图；

图6是根据示例性实施例的可在网状通信网络中操作的用于向目的地路由接收的分组的节点中的装置的框图。

具体实施方式

公开了一种简要描述的被动路由发现方案。网状通信网络可以以洪泛方式开始操作，并且在洪泛期间，网络节点自主地收集源、目的地和最后发送节点的统计信息、用于从源和目的地构建路由的统计信息。经过一段时间后，当为特定源和目的地对收集了足够量的统计信息时，网络开始使用路由而不是洪泛来处理此业务流。当在路由模式下操作时，路由器在到达目的地的路上将转发的分组单播到下一个节点，而不是将分组广播到所有邻居。对于低强度业务流，可能永远不会进入路由模式，并且这些源和目的地对之间的所有业务仅通过洪泛来处理。

分别使用洪泛或路由的适合性还可以取决于源和目的地设备之间的业务强度。虽然对于低业务强度，由网络中的路由的创建和管理引起的开销成本可能无法通过更有效地处理业务(有效载荷)来补偿。另一方面，对于高业务强度，路由开销成本可以通过更有效地处理业务(有效载荷)的事实来被证明为合理。当前可用的解决方案本身不支持对具有不同强度的业务流的自适应处理。

现在将参考图1a-1e描述由网状通信网络中的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的各种示例性实施例。

图1a示出了方法100，方法100包括：接收110寻址到网状网络中的目的地节点的分组，该分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址和跳计数器有关的信息；确定120目的地地址是否包括在该网状通信网络中的该节点的路由表中。该方法还包括：当目的地地址包括在路由表中时，根据该路由表转发130接收的分组；或者，当目的地地址不包括在路由表中时，通过在该网状通信网络中广播接收的分组来洪泛140接收的分组。

当节点接收到分组时，节点检查分组的目的地。该分组包括关于发送分组的节点(即源地址)和作为分组接收方的节点(即目的地节点的目的地地址)的信息。地址取决于网络的类型、或节点之间用于发送/传输和接收分组的(网络层的)协议。地址的非限制性示例是IP地址、MAC地址、以太网地址、蓝牙地址等。分组还包括跳计数器。对于转发分组的每个节点，跳计数器递增。跳计数器可以以各种方式实现。在本公开中使用的一个示例性实现是源节点将计数器设置为零，其中每个中间节点在接收和转发分组时增大计数器。例如，分组从节点A发送到节点G。节点A是源，因此其地址包括在分组中。G是目的地节点(接收方)，因此其地址也包括在分组中。在该说明性示例中假设分组将从节点A发送到节点B，从节点B发送到节点C等，最后从节点F发送到节点G。即A->B->C->D->E->F->G。要指出，这仅是简化的说明性示例。源节点A将跳计数器设置为零并将其发送到B。B将跳计数器增加到1并将分组发送到C。C接收分组，将跳计数器增加到2并将分组发送到D等等。因此，当G收到分组时，F将是最后一跳地址，跳数计数器将为5。在备选实现中，源节点A可以将计数器设置为1而不是0，并且如果这样，则当由节点G接收时，跳计数器的值将为6。

当节点接收到分组时，它查看目的地地址并查看其路由表，即节点的路由表。路由表或者具有用于目的地地址的条目，或者不存在用于目的地地址的条目。

如果节点的路由表具有用于目的地地址的条目，则节点可以根据路由表转发130接收的分组。回到上面的简化和说明性示例，假设所讨论的节点是节点C。节点C因此读取目的地地址并检查其路由表。如果目的地地址G在路由表中，则路由表告知节点C将分组转发到节点D以便到达其目的地。

然而，如果路由表中没有用于目的地地址的条目，则节点不能知道将分组发送到哪个节点以使分组到达其目的地节点。因此，节点通过在网状通信网络中广播接收的分组来洪泛140接收的分组。通过洪泛/广播分组，节点将分组发送到它在单跳通信范围内的所有节点。再次回到上面的示例，假设所讨论的节点是节点C并且节点C在节点B和节点D的单跳通信范围内但也在节点H和节点Q的单跳通信范围内。然后节点C将通过洪泛/广播分组将分组转发到节点B、D、H和Q。

由可在网状通信网络中操作的节点执行的方法具有若干优点。一个可能的优点是不要求节点执行任何路由发现或维护过程。因此，能够避免由任何路由发现或维护引起的开销。另一个可能的优点是，由于减少了开销，能够降低功耗。能够避免进一步的不必要的重传，因此也能够减少由于这种重传引起的干扰。另一个优点是可以在网状网络内自适应地管理低强度和高强度的业务流。低强度流可以使用洪泛来处理，高强度业务流最初可以在洪泛模式下开始并且在初始化时段之后切换到路由。

如图1b所示，该方法还可以包括根据接收的分组来更新150路由表。

网状通信网络可能动态地改变，其中新路由变得可用，旧路由可能消失。如上所述，接收的分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址和跳计数器有关的信息。

每次接收到分组时，节点可以相应地更新路由表。如下面将更详细解释的，节点可以读取分组的源地址。根据节点的路由表是否包括用于该源节点的条目，可以相应地更新路由表。可能的是，路由表包括分组的源地址的条目，其中可以相应地再次更新路由表。

根据接收的分组来更新150路由表可以包括：当源地址和最后一跳地址都包括在路由表中时，对指示已经从最后一跳地址接收到具有相同源地址的分组的次数的计数器进行递增。

如上所述，接收的分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址和跳计数器有关的信息。再次回到上面的简化和说明性示例，假设所讨论的节点是节点C、最后一跳地址是节点B并且源地址是节点A的源地址。在该示例中进一步假设节点(节点C)的路由表中存在条目，即目的地为节点A的分组应被转发到节点B以便到达节点A。节点可以对它从节点B(最后一跳地址)接收源自节点A的分组的次数进行计数。

计数器可以用作一种形式的可靠性值，其中相对高的数字可以指示路由可以相对稳定或可信赖，而相对低的数字可以指示与高数字相比路由相对新、很少使用或者以其他方式更不确定。存在确定路由的可靠性的其他方法。例如，接收的分组可以与接收信号强度相关联。节点可以确定接收信号强度必须至少等于预定阈值，以便使用分组中包括的信息来构建路由，例如更新路由表。

根据接收的分组了更新150路由表可以包括在路由表中创建用于源节点的条目。

在路由表中没有关于源节点和最后一跳的信息的情况下，节点可以创建路由表的这样的条目。如上所述，接收的分组包括源节点的地址(也称为源地址)以及跳计数器。不管目的地地址(即目的地节点的地址)是否包括在路由表中，节点都可以检查路由表以查找接收的分组的源地址。如果路由表中没有用于具有与接收的分组的最后一跳地址相对应的下一跳的源节点的条目，则该节点可以创建用于源节点的条目，其中该条目可以包括如何到达源节点以及它使用最后一跳地址和跳计数器到达源节点所需的跳数的信息。

再次回到上面的非限制性和说明性示例，假设所讨论的节点是C。节点C接收去往节点G的分组。分组接收最后一跳地址，即节点B的地址，源地址是节点A，跳数计数器是1。然后，节点(即该示例中的节点C)可以在其路由表中创建如何到达节点A的条目(即如何由节点B到达)，并且由于跳计数器是1，因此将通过一个中间节点到达节点A。相反，假设在该示例中，所讨论的节点是节点F。源地址仍然是节点A的地址，最后一跳地址是节点E的地址，跳计数器是4(节点B、节点C、节点D和节点E)。然后，节点F可以在其路由表中创建用于节点A的条目，其中如果节点F接收到去往节点A的分组，则节点F可以通过将分组转发到节点E来到达节点A，并且分组将在四跳中到达节点A，即四个中间节点。

如图1c所示，该方法可以进一步包括在预定时间段内等待160确认，其中，当在预定时间段期间没有接收到确认时，该方法包括通过从路由表中删除用于目的地节点的条目和未从其接收到确认的下一跳地址来更新155路由表。

作为对节点转发分组的响应，可能发生不同的事情。无论节点是根据路由表还是通过洪泛转发分组，分组都可能由于不同的原因而不能到达其目的地。一旦节点根据路由表转发了分组，该节点在预定时间段等待确认ACK。应该将预定时间段设置得足够长，使得在预定时间段期满之前可能接收到ACK。预定时间段的长度不在本公开的范围内并且是实现方面。可以实现两个不同的预定时间段，一个用于相对低的业务负载，一个用于相对高的业务负载。取决于分组是根据路由表转发还是被洪泛，还可以存在不同的预定时间段。

然而，在节点在预定时间段内没有接收到ACK的情况下，节点可以推断根据路由表的路由变为无效并且此后不应再使用。然后，节点可以通过从路由表中删除用于目的地节点的条目和下一跳地址来更新路由表。

再次，回到上面的非限制性示例性示例，假设所讨论的节点是节点C.节点C已经接收到去往节点G的分组，并根据路由表将分组转发到节点D。因此，节点等待经由节点D从节点G接收跳到跳ACK。如果节点C在预定时间段内没有接收到这样的ACK，则节点C可以推断不再可能经由节点D到达节点G并且因此可以删除路由表的借助节点D可到达节点G的条目。原因可以是例如节点E或节点F已离开网状通信网络。

要指出的是，对于目的地地址可能有多个条目，但是下一跳地址(即，转发接收到的分组以便到达目的地节点的节点)可能不同，以及因此为了到达目的地地址，跳计数器也可能不同。

如果路由表中存在用于目的地地址的另一条目，则该方法可以包括根据路由表转发130接收的分组，或者如果路由表中不再存在用于目的地节点的条目，则广播145接收的分组，其中分组的跳限制被设置为指示该分组是警告分组的1。

在节点没有接收到针对该节点根据路由表向目的地地址转发的分组的ACK的情况下，节点可以采取不同的动作。如上所述，对于目的地地址可能有多个条目。通常，节点可以首先尝试具有最低跳(即中间节点)数的条目以达到目的地地址。如果节点没有接收到ACK，则节点可以推断根据路由表的该条目，可能不能到达目的地节点。因此，节点可以如上所述从路由表中删除该条目，并尝试路由表中用于目的地地址的另一条目。在非限制性和说明性示例中，假设节点具有用于目的地节点X的三个条目，其中节点X可以经由节点1和两个中间节点、经由节点2和四个中间节点以及经由节点3和五个中间节点到达。接收分组的节点可以首先尝试使用路由表中具有最少数量的中间节点的条目，即该示例中的节点1。如果没有接收到ACK，则节点可以删除用于目的地地址的经由节点1的条目。节点可以尝试路由表的第二条目，即该示例中的节点2。取决于实现，如果节点没有接收到对第二次尝试的ACK，则它可以尝试路由表中用于目的地节点的第三条目，或者节点可以采取如下所述的其他动作。

如果路由表中不再存在用于目的地节点的条目，或者可能已经尝试了最大可允许条目数，则节点可以广播145接收的分组，其中分组的跳限制被设置为指示该分组是警告分组的1。分组的跳限制被设置为1表明分组是警告分组，并且接收警告分组的节点(即相邻节点)不应该进一步广播或转发该分组。以这种方式，节点通知其相邻节点(即执行该方法的所述节点的单跳通信范围内的节点)该节点不能到达目的地地址。

如图1e所示，该方法还可以包括：接收170与网状通信网络中的节点相关联的警告分组，其中对于该节点，在路由表中存在与警告分组的发送方相关联的条目；以及从路由表中删除175该条目。

警告分组是借助路由表中用于目的地节点的条目的下一跳地址不能到达目的地节点的指示。警告分组包括无法到达的源节点的地址和发送警告分组的节点的地址。因此，节点可以检查其路由表，如果存在声明可以经由发送警告消息的节点到达目的地节点的条目，则节点可以删除该条目。

再次，回到非限制性和说明性示例，假设节点C是所讨论的节点。假设节点(节点C)先前已经根据其路由表的条目转发了经由节点D去往节点G的分组。然后，节点C从节点D接收警告分组，该警告分组包括节点G的目的地地址。然后，节点(节点C)可以删除声明可以通过节点D或经由节点D到达节点G的条目。

如果节点先前已经将分组转发到警告分组的发送方并且如果路由表中存在用于目的地地址的另一条目，则该方法可以包括根据路由表转发130接收的分组，或者如果路由表中不再存在用于目的地节点的条目，则广播145接收的分组，其中分组的跳限制被设置为指示该分组是警告分组的1。

当在路由表中存在用于目的地地址的另一个条目时，这意味着仍然可以存在节点转发该分组以使其可以到达目的地节点的方式。通常，节点首先选择用于具有最低跳数的目的地节点的条目。如果由于任何原因失败，则节点可以尝试路由表中用于目的地节点的另一个条目。

然而，如果路由表中不再存在用于目的地地址的条目，则意味着该节点不知道如何路由该分组以使其到达目的地地址。节点可以假设一个或多个节点不再可用于到达目的地节点，或者可能目的地节点已离开网状通信网络。网络节点不能知道分组传送失败的原因，但是为了通知其附近的其他节点(即节点可以直接到达的相邻节点)，节点广播接收的分组，其中分组的跳限制被设置为指示该分组是警告分组的1。以这种方式，通知相邻节点该分组不能经由给定节点传送到目的地节点。

该方法还可以包括：在预定时间段期间接收180确认，该确认的目的地节点是当前被确认的分组的源节点；以及根据路由表转发130接收的分组。

可能存在两种不同类型的确认ACK，即，逐跳的和端到端的。在成功接收到路由的分组之后，由下一跳向前一跳返回逐跳ACK。在成功接收时，从被确认的分组的目的地节点向其源节点发送端到端ACK。端到端ACK可以携带目的地节点必须发送到源节点的数据。

再次回到非限制性和说明性示例，该方法由网状网络中的每个节点执行。对于节点C，当节点C接收到现在被确认的“第一”分组时，节点更新其路由表，使得它现在知道发往(即寻址到)节点A的任何分组可以通过转发它到节点B而被传递到节点A，其中距离(即中间节点的数量)是1(即节点B)。因此，当节点C接收到ACK时，从作为最后一跳地址的节点D接收ACK，并且ACK的目的地地址是节点A。节点C因此查看其路由表并相应地转发ACK，即转发到节点B。

该方法还可以包括根据接收的分组来更新150路由表，接收的分组是确认。

从先前目的地节点(现在是ACK的源节点)向先前的源节点(现在是目的地节点)发送接收的分组(其是确认)。从非限制性和说明性示例，“第一分组”具有节点A作为源地址和节点G作为目的地地址。对于ACK，节点G是源地址，节点A是目的地地址。当节点C接收到第一分组时，它如上所述更新其路由表。节点C还通过单播或广播转发分组，这取决于路由表中是否存在用于节点G的条目。

当节点C接收到ACK时，ACK具有节点D作为最后一跳地址、节点G作为源地址，以及跳计数器是3(即节点C和源地址(节点G)之间的中间节点的距离或数量)。如果路由表中没有用于经由节点D可到达的节点G的条目，则节点C可以创建这样的条目，该条目声明去往(即寻址到)节点G的任何分组可以被转发到节点D，其中从节点C经由节点D到节点G的距离为3(即节点D、节点E和节点F)。

根据接收的分组(接收的分组是确认)来更新路由表150可以包括：当所述源地址和所述最后一跳地址都包括在路由表中时，对指示已从最后一跳地址接收到具有相同源地址的分组的次数的计数器进行递增。

如上所述，接收的分组通常使得节点的路由表以某种方式被更新。对于接收到现在被确认的“第一”分组的情况，节点可以根据接收的ACK来更新路由表。

关于路由表的更新，节点可以不区分常规分组和ACK。通过使用每个接收的分组来更新路由表，路由表保持尽可能的最新状态，以及节点可以推断哪些路由比其他路由相对更稳定以及哪些节点与其他节点相比是相对新的。

根据接收的分组(接收的分组是确认)来更新路由表150可以包括在路由表中创建用于源节点的条目。

通过更新路由表，路由表尽可能保持最新。可以是当节点接收到现在被确认的第一分组时，在其路由表中没有用于接收分组的目的地地址的条目，并且节点因此洪泛或广播接收的分组。

当接收到ACK时，从最后一跳地址接收ACK，并且ACK包括关于源地址(在该节点的路由表中没有用于该源地址的条目)的信息。通过接收ACK，向节点提供关于如何到达发送ACK的节点的信息，即，借助分组的最后一跳地址。还通过指示中间节点的数量的跳计数器向节点通知经由最后一跳地址到源节点的距离。

如图1d所示，该方法还可以包括在网状通信网络中广播190问候分组(hellopacket)。

可以以规则或不规则的时间间隔发送问候分组，它们可以由一个或多个事件等触发。问候分组使得能够优化不同路由并发现已加入网状通信网络的新节点。节点可以将问候分组发送到目的地地址，例如在自与目的地地址相关联地发送先前的问候分组和/或寻址到目的地地址的接收分组被洪泛(即在网状通信网络中广播)起已经过某一时间间隔之后。

问候分组是可以携带数据并具有强制洪泛指示的分组，但是与警告分组不同，它不会导致表中的记录被删除。问候分组用于让新加入的节点参与分组转发。对于与节点通信的每个目的地，节点可以具有独立的HELLO_INT定时器。HELLO_INT定时器本身的期满可能不会触发问候分组，节点可能需要将数据与问候分组一起发送。HELLO_INT定时器对应于上面描述的时间间隔。

当预定的问候分组定时器期满时，可以广播问候分组。

可以存在确定节点何时应发送问候分组的定时器，例如上面描述的HELLO_INT定时器。

在发送问候分组之前必须等待定时器期满的一个原因是否则网状通信网络中的节点可能发送许多不必要的问候分组，从而浪费资源甚至可能使网格通信网络过载。

该方法还可以包括接收191问候分组以及广播192所接收的问候分组。

由于网状通信网络可以包括多个节点，其中这些节点的互连在它们之间产生各种不同的路由。通过发送问候分组，可以发现不同的路由，其中可以发现之间的新的较短路由作为比旧的较长路由更好的选择。

在接收到问候分组或警告分组时，目的地可以或应该发回端到端ACK，以便可以找到/修复到目的地的路由。源地址节点还可以要求响应于洪泛分组(即已经从网状通信网络中的一个或多个节点广播的分组)或路由分组(即借助从节点到节点的转发已经从源节点发送到目的地节点的分组)而发送端到端ACK作为选项。

该方法还可以包括根据所接收的问候分组来更新192路由表。

可以从问候分组获得不同的信息，并且如本文中所有描述的其他分组，问候分组可以包括源地址、目的地地址、最后一跳地址和跳计数器的信息。

具有这样的信息后，接收这样的问候分组的任何节点可以以与上面针对常规分组和ACK描述的方式相同的方式来更新其路由表。

在本公开中，已经提及和/或描述了几种类型的分组。例如，洪泛分组是由节点广播的分组。路由分组是由节点根据节点的路由表转发的分组。还描述了警告分组、问候分组和两种类型的确认。所有分组可以包括关于源地址、目的地地址、最后一跳地址和跳计数器的信息。通常具有强制洪泛指示的唯一分组是问候分组，以及除了逐跳ACKS之外的所有分组都可以携带数据，但端到端分组不一定必须携带数据。另见图2a的表1。

在本公开中假设在网状网络中，当节点接收到分组时，它可以读取分组的源地址、目的地地址和从其接收该分组的节点的地址(最后一跳地址)。源地址和目的地地址可以是物理地址或高级地址。最后一跳地址通常是节点的物理地址。

分组具有对其路上具有多少跳(中间节点)进行计数的字段。它可以是递增(从零开始)和递减(从预定义的最大值开始)字段。通常，该字段用于限制分组的洪泛。还假设在洪泛模式中，节点仅转发每个分组一次。另见图2b。还假设网络是互易的，即适合于从节点A向节点B发送分组的路由也适合于从节点B向节点A发送分组。

对于每个接收的洪泛分组(FP)，节点可以添加记录到其路由表。路由表可以有四列：目的地、下一跳、距离、以及计数器，见图2c。

从每个接收的分组，节点获得关于它如何到达分组的源的信息。基于网络是互易的假设来填充路由表，即，针对源节点接收的分组向其中分组源是目的地的路由表的条目提供信息。

节点将源地址添加到目的地列中，将最后一跳地址添加到下一跳中并将跳数添加到距离列中。因此，在路由表中出现一个条目，也称为记录，其表明该节点可以经由该下一跳到达那么多跳远的该目的地(分组的源)。路由表中不应存在重复记录(相同的目的地、下一跳和距离)。计数器字段显示有多少分组指示了相同的路由(相同的目的地、下一跳和距离)，并且随新分组而递增。

当节点接收到必须进一步转发的分组时，它检查其路由表以寻找用于分组的目的地地址的条目。如果没有用于该目的地的记录，它会广播该分组(洪泛该分组)。如果存在记录，它选择具有最短距离的记录(以跳数衡量)。然后，节点将分组单播到具有来自表的下一跳地址的节点(路由分组(RP))。换句话说，节点根据路由表来转发分组。

可以根据通信技术以不同方式执行单播过程。它可以在低级别上完成，这意味着分组将仅由收件人接收，或者可以在高级别上完成，即所有邻居都将接收该分组，但只有指定的邻居将处理该分组。

无线网状网络的问题在于节点可能移动、传播条件可能改变、节点可能出现和消失。因此，先前发现的路由可能不再有效或最佳。如果分组被单播到不再存在的下一跳，分组会丢失。为了处理这种情况，应该确认网状网络中的分组。确认机制本身超出了本公开的范围，但是提供了一些见解。

如果没有从下一跳节点接收到逐跳确认，则应该从路由表删除对应的条目/记录；节点应从其路由表中选择具有最短距离的另一个条目/记录并单播到下一跳。在尝试了所有可能的(或预定数量的最大尝试次数)下一跳并且未能提供ACK之后，节点应该将分组广播回具有跳数限制1(警告分组(WP))的前一跳，以便仅由邻居接收该分组。当节点收到警告分组时，它还从路由表中删除具有以下内容的条目/记录：a)等于警告分组中的DST地址的目的地地址；以及b)等于从其接收到警告分组的节点地址的下一跳地址。因此，将从网络中删除经由该跳到目的地的失败路由。如果节点之前已转发此分组(该节点属于当前路由)，则它应在其路由表中尝试其他路由(如果可用)。否则，再次发送WP，等等。可以使用分组的高速缓存来检查节点是否之前已经转发分组。

如果警告分组到达分组的源(意味着沿着原始路由没有节点能够传送分组)，则源可以作为最后一种手段尝试发送问候分组(见下文)，其将通过整个网络洪泛。

由于节点可能具有可用于路由表的少量内存，因此为每个目的地保持的记录的数量可以被限制为例如两条记录。如果仅限于一条记录，则只要唯一可能的下一跳无法以ACK响应，该节点就会洪泛分组。如果达到限制但是找到了新的路由，那么具有最长路由的记录应该用新记录替换，前提是新路由比现有最长路由短。

图3a和3b是由节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法的一些示例性实施例的流程图。

图3c是具有七个节点的网状通信网络的示例性示例。它们之间的线表示节点之间的连接。路由表初始为空。如果节点2将分组发送到节点6，则它将被通过所有节点洪泛。发生这种情况后，路由表将包含记录。在每目的地可能有两个条目/记录的情况下，路由表可能看起来像图3d中的路由表。在路由表可以仅包括每目的地一个条目/记录的情况下，路由表可以看起来像图3e中的路由表。

现在，例如节点7需要向节点2发送分组。如果没有变化，则在两种情况下，节点将分组路由到节点5，节点5将分组路由到节点4，节点4将分组路由到节点2。

然而，现在假设节点4离开网络或者如图3f所示被关闭。在每个节点具有包括每目的地两个条目/记录的相应路由表的情况下，节点7将向节点5发送分组，节点5将尝试将分组发送到节点4但是没有获得ACK。然后，节点5将分组发送到节点3，节点3将分组发送到节点1，节点1将分组发送到节点2。在每个节点具有包括每目的地仅一个条目/记录的相应路由表的情况下，然后节点7将分组发送到节点5，节点5将尝试将分组发送到节点4但没有获得ACK。然后，节点5将广播具有强制洪泛指示的分组作为警告分组。该分组将由节点3、6和7接收，并且最终将经由节点1传送到节点2。

因此，使用从洪泛网状网络上发送的分组可获得的信息使得能够平滑地移动到路由网状网络操作，而无需额外的路由发现和维护开销。

本文的实施例还涉及可在网状通信网络中操作的用于向目的地路由接收的分组的节点。现在将参考图4和5描述示例性实施例。

图4和图5是这种节点的两个不同示例性实施例的框图。图4和5示出了节点400、500，其被配置用于：接收寻址到网状网络中的目的地节点的分组，该分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器有关的信息；以及确定目的地地址是否包括在网状通信网络中的节点的路由表中。节点400、500还被配置用于：当目的地地址包括在路由表中时，根据路由表转发接收的分组；或者当目的地地址不包括在路由表中时，通过在网状通信网络中广播接收的分组来洪泛接收的分组。

可以以不同方式实施或实现节点400、500。在图4中示出了示例性实现。图4示出了包括处理器421和存储器422的节点400，该存储器包括例如借助于计算机程序423的指令，所述指令当由处理器421执行时使得节点400：接收寻址到网状网络中的目的地节点的分组，该分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳数计数器有关的信息；以及确定目的地地址是否包含在网状通信网络中的节点的路由表中。存储器还可以包括例如借助于计算机程序423的指令，所述指令当由处理器421执行时使得节点400：在目的地地址包括在路由表中时，根据路由表转发接收的分组；或者当目的地地址不包括在路由表中时，通过在网状通信网络中广播接收的分组来洪泛接收的分组。

图4还示出了包括存储器410的节点400。应当指出，图4仅仅是示例性说明，存储器410可以可选地是存储器422的一部分或是可在网状通信网络中操作的节点400的另一存储器。存储器可以例如包括与节点400以及节点400的操作统计有关的信息，仅给出一些说明性示例。图4还示出节点400包括处理装置420，处理装置420包括存储器422和处理器421。此外，图4示出了包括节点400通信单元430。通信单元430可以包括接口，节点400通过该接口与网状通信网络的其他节点、服务器、无线设备或实体通信。图4还示出了节点400包括其他功能440。其他功能440可以包括节点4执行本文未公开的不同任务所必需的硬件或软件。

图5中示出了节点400、500的备选示例实现。图5示出了包括接收单元503和确定单元504的节点500，接收单元503用于接收寻址到网状网络中的目的地节点的分组，该分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器相关的信息，确定单元504用于确定目的地地址是否包含在网状通信网络中的节点的路由表中。图5还示出了节点500包括发送单元505，发送单元505用于当目的地地址包括在路由表中时根据路由表来转发接收的分组，或者当目的地地址不包括在路由表中时通过在网状通信网络中广播接收的分组来洪泛接收的分组。

在图5中，还示出了可在网状通信网络中操作的节点500，其包括通信单元501。通过该单元，节点500适于与网状通信网络中的其他节点和/或实体通信。通信单元501可以包括一个以上的接收装置。例如，通信单元可以连接到导线和天线，节点500借助该导线和节点能够与网状通信网络中的其他节点和/或实体通信。类似地，通信单元501可以包括一个以上的发送装置，该发送装置又连接到导线和天线，节点500借助该导线和天线能够与网状通信网络中的其他节点和/或实体通信。节点500还包括用于存储数据的存储器502。此外，节点500可以包括控制或处理单元(未示出)，该控制或处理单元又连接到不同的单元503-505。应当指出，这仅仅是说明性示例，并且节点500可以包括以与图5中所示的单元相同的方式执行节点500的功能的更多、更少的单元或模块或其他单元或模块。

应当注意，图5仅以逻辑意义示出了节点500中的各种功能单元。实践中的功能可以使用任何合适的软件和硬件装置/电路等来实现。因此，实施例通常不限于节点500和功能单元的所示结构。因此，可以以许多方式实现先前描述的示例性实施例。例如，一个实施例包括其上存储有指令的计算机可读介质，所述指令能够由控制或处理单元执行以执行节点500中的方法步骤。能够由计算系统执行并存储在计算机可读介质上的指令执行如权利要求中所述的节点500的方法步骤。

节点具有与由节点执行的方法相同的可能优点。一个可能的优点是节点不需要执行任何路由发现或维护过程。因此，能够避免由任何路由发现或维护引起的开销。另一个可能的优点是，由于减少了开销，能够降低功耗。能够避免进一步的不必要的重传，因此也能够减少由于这种重传引起的干扰。另一个优点是能够在网状网络内自适应地管理低强度和高强度的业务流。低强度业务流能够使用洪泛来处理，高强度业务流最初能够在洪泛模式下开始并在初始化时段之后切换到路由。

根据一个实施例，该节点还被配置用于根据接收的分组来更新路由表。

根据又一实施例，该节点被配置用于通过以下操作来根据接收的分组来更新路由表：当源地址和最后一跳地址都包括在路由表中时，对指示已经从最后一跳地址接收到具有相同源地址的分组的次数的计数器进行递增。

根据又一实施例，该节点被配置用于通过以下操作来根据接收的分组来更新路由表：在路由表中创建用于源节点的条目。

根据另一实施例，所创建的条目包括源节点的地址，源节点的下一跳被设置为最后一跳地址，以及到源节点的距离被设置为接收的分组的跳计数器。

根据另一实施例，该节点还被配置用于在预定时间段内等待确认，其中，当在预定时间段期间没有接收到确认时，节点400、500被配置用于通过从路由表中删除用于目的地节点的条目和未从其收到确认的下一跳地址来更新路由表。

根据一个实施例，如果路由表中存在用于目的地地址的另一个条目，则节点400、500被配置用于根据路由表来转发接收的分组，或者如果路由表中不再存在用于目的地节点的条目，则广播接收的分组，其中分组的跳限制被设置为指示该分组是警告分组的1。

根据又一实施例，该节点还被配置用于接收与网状通信网络中的节点相关联的警告分组，其中对于该节点，在路由表中存在与警告分组的发送方相关联的条目；以及从路由表中删除该条目。

根据又一实施例，如果节点先前已将分组转发到警告分组的发送方并且如果路由表中存在用于目的地地址的另一条目，则该节点被配置用于根据路由表来转发接收的分组，或者如果在路由表中不再存在用于目的地节点的条目，则广播接收的分组，其中分组的跳限制被设置为指示该分组是警告分组的1。

根据另一实施例，该节点还被配置用于在预定时间段期间接收确认，确认的目的地节点是当前被确认的分组的源节点；以及根据路由表来转发接收的分组。

根据另一实施例，该节点还被配置用于根据接收的分组来更新路由表，接收的分组是确认。

根据一个实施例，该节点被配置用于通过以下操作来根据接收的分组来更新路由表，其中，接收的分组是所述确认：当源地址和最后一跳地址都包括在路由表中时，对指示已从最后一跳地址接收到具有相同源地址的分组的次数的计数器进行递增。

根据又一实施例，该节点被配置用于通过以下操作来根据接收的分组来更新路由表，其中，接收的分组是所述确认：在路由表中创建用于源节点的条目。

根据又一实施例，该节点还被配置用于在网状通信网络中广播问候分组。

根据另一实施例，当预定的问候分组定时器期满时，广播问候分组。

根据另一实施例，该节点还被配置用于接收问候分组、以及广播(192)所接收的问候分组。

根据一个实施例，该节点还被配置用于根据所接收的问候分组来更新路由表。

图6示意性地示出了可在第一通信网络中操作的节点500中的装置600的实施例。在节点500中的装置600中包括例如具有DSP的处理单元606。处理单元606可以是单个单元或多个单元，以执行本文描述的过程的不同动作。节点500中的装置600还可以包括用于从其他实体接收信号的输入单元602，以及用于向其他实体提供信号的输出单元604。输入单元和输出单元可以被布置为集成实体或如图5的示例中所示作为一个或多个接口。

此外，节点500中的装置600包括至少一个非易失性存储器(例如EEPROM、闪存和硬盘)形式的计算机程序产品608。计算机程序产品608包括计算机程序610，其包括代码装置，所述代码装置当在网状通信网络中的节点500中的布置600中的处理单元606中执行时使得节点500执行例如前面结合图1a-1e描述的过程的动作。

计算机程序610可以被配置为在计算机程序模块610a-610e中构造的计算机程序代码。因此，在示例性实施例中，节点500中的装置600的计算机程序中的代码装置包括：接收单元或模块，用于接收寻址到网状网络中的目的地节点的分组，该分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器相关的信息；以及确定单元或模块，用于确定目的地地址是否包括在网状通信网络中的节点的路由表中。该计算机程序还包括：发送单元或模块，用于当目的地地址包括在路由表中时，根据路由表来转发接收的分组；或者当目的地地址不包括在路由表中时，通过在网状通信网络中广播接收的分组来洪泛接收的分组。

计算机程序模块可以基本上执行图1a-1e中所示的流程的动作，以模拟可在通信网络中操作的节点500。换句话说，当不同的计算机程序模块在处理单元606中执行时，它们可以对应于图5的单元503-504。

尽管上面结合图5公开的各个实施例中的代码装置被实现为计算机程序模块，当其在处理单元中执行时使得节点执行上面结合上述附图描述的动作，代码装置中的至少一个在备选实施例中可以至少部分地实现为硬件电路。

处理器可以是单个中央处理单元(CPU)，但也可以包括两个或更多个处理单元。例如，处理器可以包括通用微处理器；指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器，例如专用集成电路(ASIC)。处理器还可以包括用于缓存目的的板存储器。计算机程序可以由连接到处理器的计算机程序产品承载。该计算机程序产品可以包括在其上存储计算机程序的计算机可读介质。例如，计算机程序产品可以是闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或EEPROM，以及上述计算机程序模块可以在备选实施例中以节点内的存储器的形式分布在不同的计算机程序产品上。

应当理解，交互单元的选择以及本公开内容中的单元的命名仅用于示例目的，并且可以以多种备选方式配置适合于执行上述方法的任何实施例的节点，以便能够执行建议的过程动作。

还应注意，本公开中描述的单元将被视为逻辑实体而不必作为单独的物理实体。

虽然已经根据若干实施例描述了实施例，但是可以预期，其备选物、修改物、置换物和等同物将在阅读说明书和研究附图时变得显而易见。因此，以下所附权利要求包括落入实施例的范围内并由未决权利要求限定的这些备选物、修改物、置换物和等同物。

Claims (31)

1.一种由网状通信网络中的节点执行的用于向目的地路由接收的分组的方法，所述方法包括：

-接收寻址到所述网状通信网络中的目的地节点的分组，所述分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器有关的信息，

-确定所述目的地地址是否包括在所述网状通信网络中的所述节点的路由表中，以及

当目的地地址包括在路由表中时：

-根据所述路由表来转发所述接收的分组，或者

当目的地地址不包括在路由表中时：

-通过在所述网状通信网络中广播所述接收的分组来洪泛所述接收的分组，

其中，所述方法还包括：

根据所述接收的分组来更新所述路由表，其中，根据所述接收的分组来更新所述路由表包括：当所述源节点的地址和所述最后一跳地址都包括在所述路由表中时，对指示已经从所述最后一跳地址接收到具有所述源节点的相同地址的分组的次数的计数器进行递增。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述接收的分组来更新所述路由表包括：在所述路由表中创建用于所述源节点的条目。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所创建的条目包括所述源节点的地址，所述源节点的下一跳被设置为所述最后一跳地址，以及到所述源节点的距离被设置为所述接收的分组的所述跳计数器。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，还包括：在预定时间段内等待确认，其中，当在所述预定时间段期间没有接收到确认时，所述方法包括：通过从所述路由表中删除用于所述目的地节点的所述条目和未从其接收到所述确认的下一跳地址来更新所述路由表。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，如果在所述路由表中存在用于所述目的地地址的另一条目，则所述方法包括：根据所述路由表来转发所述接收的分组，或者，如果所述路由表中不再存在用于所述目的地节点的条目，则广播所述接收的分组，其中，所述分组的跳限制被设置为指示所述分组是警告分组的1。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：接收与所述网状通信网络中的节点相关联的警告分组，其中对于所述节点，在所述路由表中存在与所述警告分组的发送方相关联的条目；以及从所述路由表中删除所述条目。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，如果所述节点先前已将分组转发到所述警告分组的所述发送方并且如果在所述路由表中存在用于所述目的地地址的另一条目，则所述方法包括：根据所述路由表来转发所述接收的分组，或者，如果在所述路由表中不再存在用于所述目的地节点的条目，则广播所述接收的分组，其中，所述分组的跳限制被设置为指示所述分组是警告分组的1。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括：在所述预定时间段期间接收确认，所述确认的所述目的地节点是当前被确认的所述分组的所述源节点；以及根据所述路由表来转发所述接收的分组。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：根据所述接收的分组来更新所述路由表，所述接收的分组是所述确认。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述接收的分组是所述确认时，根据所述接收的分组来更新所述路由表包括：当所述源节点的地址和所述最后一跳地址都包括在所述路由表中时，对指示已从所述最后一跳地址接收到具有所述源节点的相同地址的分组的次数的计数器进行递增。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述接收的分组是所述确认时，根据所述接收的分组来更新所述路由表包括：在所述路由表中创建用于所述源节点的条目。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述网状通信网络中广播问候分组。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，当预定的问候分组定时器期满时，广播所述问候分组。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括：接收问候分组，以及广播所接收的问候分组。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：根据所接收的问候分组来更新所述路由表。

16.一种在网状通信网络中的可操作以向目的地路由接收的分组的节点，所述节点包括：

处理器；以及

存储器，其中所述存储器包括指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述节点执行操作，所述操作包括：

-接收寻址到所述网状通信网络中的目的地节点的分组，所述分组包括与源节点的地址、最后一跳地址、目的地节点的地址、以及跳计数器有关的信息，

-确定所述目的地地址是否包括在所述网状通信网络中的所述节点的路由表中，以及

当目的地地址包括在路由表中时：

-根据所述路由表来转发所述接收的分组，或者

当目的地地址不包括在路由表中时：

-通过在所述网状通信网络中广播所述接收的分组来洪泛所述接收的分组，

其中所述节点还被配置用于：根据所述接收的分组来更新所述路由表，并且所述节点被配置用于通过以下操作来根据所述接收的分组来更新所述路由表：当所述源节点的地址和所述最后一跳地址都包括在所述路由表中时，对指示已经从所述最后一跳地址接收到具有所述源节点的相同地址的分组的次数的计数器进行递增。

17.根据权利要求16所述的节点，被配置用于通过以下操作来根据所述接收的分组来更新所述路由表：在所述路由表中创建用于所述源节点的条目。

18.根据权利要求17所述的节点，其中，所创建的条目包括所述源节点的地址，所述源节点的下一跳被设置为所述最后一跳地址，以及到所述源节点的距离被设置为所述接收的分组的所述跳计数器。

19.根据权利要求17至18中任一项所述的节点，还被配置用于：在预定时间段内等待确认，其中，当在所述预定时间段期间没有接收到确认时，所述节点被配置用于：通过从所述路由表中删除用于所述目的地节点的所述条目和未从其接收到所述确认的下一跳地址来更新所述路由表。

20.根据权利要求19所述的节点，其中，如果在所述路由表中存在用于所述目的地地址的另一条目，则所述节点被配置用于：根据所述路由表来转发所述接收的分组，或者，如果所述路由表中不再存在用于所述目的地节点的条目，则广播所述接收的分组，其中，所述分组的跳限制被设置为指示所述分组是警告分组的1。

21.根据权利要求16所述的节点，还被配置为：接收与所述网状通信网络中的节点相关联的警告分组，其中对于所述节点，在所述路由表中存在与所述警告分组的发送方相关联的条目；以及从所述路由表中删除所述条目。

22.根据权利要求21所述的节点，其中，如果所述节点先前已将分组转发到所述警告分组的所述发送方并且如果在所述路由表中存在用于所述目的地地址的另一条目，则所述节点被配置用于：根据所述路由表来转发所述接收的分组，或者，如果在所述路由表中不再存在用于所述目的地节点的条目，则广播所述接收的分组，其中，所述分组的跳限制被设置为指示所述分组是警告分组的1。

23.根据权利要求19所述的节点，还被配置用于：在所述预定时间段期间接收确认，所述确认的所述目的地节点是当前被确认的所述分组的所述源节点；以及根据所述路由表来转发所述接收的分组。

24.根据权利要求23所述的节点，还被配置用于：根据所述接收的分组来更新所述路由表，所述接收的分组是所述确认。

25.根据权利要求24所述的节点，被配置用于通过以下操作来根据所述接收的分组来更新所述路由表，其中，所述接收的分组是所述确认：当所述源节点的地址和所述最后一跳地址都包括在所述路由表中时，对指示已从所述最后一跳地址接收到具有所述源节点的相同地址的分组的次数的计数器进行递增。

26.根据权利要求24或25所述的节点，被配置用于通过以下操作来根据所述接收的分组来更新所述路由表，其中，所述接收的分组是所述确认：在所述路由表中创建用于所述源节点的条目。

27.根据权利要求16所述的节点，还被配置用于：在所述网状通信网络中广播问候分组。

28.根据权利要求27所述的节点，其中，当预定的问候分组定时器期满时，广播所述问候分组。

29.根据权利要求16所述的节点，还被配置用于：接收问候分组，以及广播所接收的问候分组。

30.根据权利要求29所述的节点，还被配置用于：根据所接收的问候分组来更新所述路由表。

31.一种存储计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序当在根据权利要求16至30中任一项所述的节点中的装置中包括的处理单元中运行时使得所述节点执行根据权利要求1至15中任一项所述的对应方法。