CN116614856A - 一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，包括如下方法:邻居关系建立与维护；组网消息传输；组网信息建立与维护；组网路径转发。本发明组网受网络环境影响较小，充分考虑无线信道的广播通信特性，具有开销小、收敛迅速等特点，广泛适用于复杂环境下的无线组网通信场景，并可与其他路由协议实现路由引入和再次分布，进一步提升该方法的适应性。适用该组网方法，可以快速构建分层分级的综合网络，当信道或通信网络发生变化时，用户无需干预，该组网方法能够自动构建通信变化后的路由网络，并可自动适用最高信道等级条件的信道为用户传输跨网业务数据。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体为一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法。
背景技术
在山区、丘陵、森林、战场等复杂环境中，由于宽带无线通信距离有限，卫星通信成本较高等原因，需要使用一种或多种窄带无线信道进行稳定可控的数据业务传输，而由于地理环境的突变和通信节点的移动性条件下，网络拓扑也在随之变化，信道传输条件不稳，甚至某一种信道断开，如何在不增加过多组网控制信息负荷的情况下，较少组网信息开销，高效动态维护组网路由信息，变得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，以解决上述背景技术中提出的窄带信道动态组网效率不高、传输信道资源消耗过大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，包括如下方法:
邻居关系建立与维护：在设备启动后，节点向所有通信传输的接口周期性发送组播试探消息，并接收其他邻居发送的试探消息；
组网消息传输：当一个邻居接收到可靠组播试探消息时，将以单播方式向发送节点发送一个确认消息，确认消息的确认顺序号等于当前所接收的可靠组播试探消息的发送顺序号；
组网信息建立与维护：NWDR(窄带无线信道动态组网)通过节点的配置和接收到的组网消息，来正确维护拓扑信息表；
组网路径转发：节点的数据转发路径选择过程就是根据拓扑信息表的内容依据度量计算公式选择最优转发路径，并将最优转发路径插入I P层的组网扩散表，从而生成节点的完整组网信息转发路径表。
进一步，方法中，节点接收到试探消息后，如果邻居组网度量计算参数和自治系统号码与自己相同，而且消息源地址与接收地址在同一个网络，节点会试图与该邻居建立邻接关系，并将该邻居地址端口保持时间记录信息表，接着向邻居单播发送本节点已建立的所有组网信息。
进一步，方法中，节点收到试探消息后，如果包含的转发路径度量计算的参数与自己不匹配，则将该邻居从邻居表中删除，否则更新保持时间。
进一步，试探消息由试探时间间隔指定发送周期；超过邻居发布的保持时间没有收到邻居发送的消息，则从邻居表中将该邻居删除；通过建立邻居关系，节点可以快速感知网络拓扑的变化。
进一步，方法中，更新、主动查询消息和对查询的应答消息是需要可靠提交的，这样可确保可靠类型的消息是按照顺序提交的。
进一步，方法中，拓扑信息表主要采用弥散更新算法计算后获得，包括相邻节点送来的所有目的节点和组网信息表。
进一步，NWDR(窄带无线信道动态组网)的组网信息表是建立在拓扑信息表的基础上，比当前节点更接近目标地址的节点称为当前节点的可行后继，可行后继一定不是当前节点的上游节点。
进一步，到一个目的子网的下一跳节点成为最佳的可行后继，从可行后继中选择后继可防止环路的产生，被选择为到某个目的节点的后继则意味着该后继节点位于到目的节点的最优转发路径的下一跳。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该方法采用距离矢量算法，并利用绕码、压缩和增量更新等技术，该方法组网受网络环境影响较小，充分考虑无线信道的广播通信特性，具有开销小、收敛迅速等特点，广泛适用于复杂环境下的无线组网通信场景，并可与其他路由协议实现路由引入和再次分布，进一步提升该方法的适应性。
2.适用该组网方法，可以快速构建分层分级的综合网络，当信道或通信网络发生变化时，用户无需干预，该组网方法能够自动构建通信变化后的路由网络，并可自动适用最高信道等级条件的信道为用户传输跨网业务数据。
附图说明
图1是本发明的应用示意框图；
图2是本发明的协议状态转换示意图；
图3是本发明的信息交互过程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。同样显而易见地，用于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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明提供了如图1、图2和图3所示的一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，包括如下方法:
邻居关系建立与维护：在设备启动后，节点向所有通信传输的接口周期性发送组播试探消息，并接收其他邻居发送的试探消息。
其中，节点接收到新邻居试探消息后，如果邻居组网度量计算参数和自治系统号码与自己相同，而且消息源地址与接收地址在同一个网络，节点会试图与该邻居建立邻接关系，并将该邻居地址、端口、保持时间记录信息表，接着向邻居单播发送本节点已建立的所有组网信息。
其中，节点收到试探消息后，如果包含的转发路径度量计算的参数与自己不匹配，则将该邻居从邻居表中删除，否则更新保持时间。
另外，试探消息由试探时间间隔指定发送周期。超过邻居发布的保持时间没有收到邻居发送的消息，则从邻居表中将该邻居删除。通过建立邻居关系，节点可以快速感知网络拓扑的变化。
组网消息传输：当一个邻居接收到可靠组播消息时，将以单播方式向发送节点发送一个确认消息，确认消息的确认顺序号等于当前所接收的可靠消息的发送顺序号。
另外，更新、主动查询消息和对查询的应答消息是需要可靠提交的，这样可确保可靠类型的消息是按照顺序提交的。
组网信息建立与维护：NWDR通过节点的配置和接收到的组网信息，来正确维护拓扑信息表。
其中，拓扑信息表主要采用弥散更新算法计算后获得，包括相邻节点送来的所有目的节点和组网信息表。
其中，NWDR的组网信息表时建立在拓扑信息表的基础上，比当前节点更接近目标地址的节点称为当前节点的可行后继，可行后继一定不是当前节点的上游节点；
其中，到一个目的子网的下一跳节点成为后继(即最佳的可行后继)，从可行后继中选择后继可防止环路的产生，被选择为到某个目的节点的后继则意味着该后继节点位于到目的节点的最优转发路径的下一跳。
最终，节点的数据转发路径选择过程就是根据拓扑表的内容依据度量计算公式选择最优转发路径，并将最优转发路径插入I P层的组网扩散表，从而生成节点的完整组网信息转发路径表。
实例阐述如下：
节点之间通过多种报文(包括路由保持信息、路由通告信息)发现新邻居；
在等待状态下，NWDR定期向外广播发送本地所有组网路由信息(简称路由通告信息)，广播发送2次本地路由信息后，本节点(A)进入正常的其他状态流程，首先进入初始化状态；
在初始化状态，如果发现新邻居(B)，就向新邻居(B)发送路由请求信息，新邻居(B)对外发送路由通告信息，节点A进入路由更新状态；
在路由更新状态，本节点(A)及其他收到路由通告的节点更新自己的路由信息，并对外通告自己的路由信息；
收到路由通告信息或路由保持信息的节点，计算新收到的信息和本地路由信息，如果不需要更新路由信息，则节点进入路由保持状态；
在路由保持状态，节点定期发送路由保持信息，包括本节点目前路由条目数；
如果由于环境遮挡、节点移动、节点没电、节点故障等原因，出现通信组网条件变化时，相邻节点在一定时间内收不到某故障节点(C)的路由保持信息，相邻节点进入路由更新状态，对外通告本地的路由更新信息，只包括删除的路由信息和增加的路由信息，不需要发送整个路由信息，收到路由更新信息的节点更新本地路由信息，进入保持保持状态；
路由更新信息是本协议的一个重点，通过只发送变化了的路由信息，减轻了节点间信道的传输压力，让更多信道资源用于传输用户业务数据；
如果由于新入网节点原因，出现通信组网条件变化时，如果收到新入网节点(D)的路由请求信息，所有新入网节点的邻居发送本地路由通告信息，相关节点进入路由保持状态；
在任意状态，如果发现本节点状态出现异常，直接进入初始化状态，对所有邻居发送路由请求信息，所有新入网节点的邻居发送本地路由通告信息，相关节点进入路由保持状态；
传输可靠处理，在节点间传输相关信息时，考虑到无线通信的不可靠性，为了减轻传输压力，提高传输可靠性，对传输的信息进行了绕码处理；
传输压缩处理，为了进一步减轻传输压力，所有传输的数据尽力压缩算法处理。
本发明采用距离矢量算法，并利用绕码、压缩和增量更新等技术，该方法组网受网络环境影响较小，充分考虑无线信道的广播通信特性，具有开销小、收敛迅速等特点，广泛适用于复杂环境下的无线组网通信场景，并可与其他路由协议实现路由引入和再次分布，进一步提升该设计方法的适应性。
适用该组网方法，可以快速构建分层分级的综合网络，当信道或通信网络发生变化时，用户无需干预，该组网方法能够自动构建通信变化后的路由网络，并可自动适用最高信道等级条件的信道为用户传输跨网业务数据。
本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：包括如下方法:
邻居关系建立与维护：在设备启动后，节点向所有通信传输的接口周期性发送组播试探消息，并接收其他邻居发送的试探消息；
组网消息传输：当一个邻居接收到可靠组播试探消息时，将以单播方式向发送节点发送一个确认消息，确认消息的确认顺序号等于当前所接收的可靠组播试探消息的发送顺序号；
组网信息建立与维护：NWDR通过节点的配置和接收到的组网消息，来正确维护拓扑信息表；
组网路径转发：节点的数据转发路径选择过程就是根据拓扑信息表的内容依据度量计算公式选择最优转发路径，并将最优转发路径插入IP层的组网扩散表，从而生成节点的完整组网信息转发路径表。
2.根据权利要求1所述的适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：方法中，节点接收到试探消息后，如果邻居组网度量计算参数和自治系统号码与自己相同，而且消息源地址与接收地址在同一个网络，节点会试图与该邻居建立邻接关系，并将该邻居地址端口保持时间记录信息表，接着向邻居单播发送本节点已建立的所有组网信息。
3.根据权利要求1所述的适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：方法中，节点收到试探消息后，如果包含的转发路径度量计算的参数与自己不匹配，则将该邻居从邻居表中删除，否则更新保持时间。
4.根据权利要求2或3所述的适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：试探消息由试探时间间隔指定发送周期；超过邻居发布的保持时间没有收到邻居发送的消息，则从邻居表中将该邻居删除；通过建立邻居关系，节点可以快速感知网络拓扑的变化。
5.根据权利要求1所述的适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：方法中，更新、主动查询消息和对查询的应答消息是需要可靠提交的，这样可确保可靠类型的消息是按照顺序提交的。
6.根据权利要求1所述的适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：方法中，拓扑信息表主要采用弥散更新算法计算后获得，包括相邻节点送来的所有目的节点和组网信息表。
7.根据权利要求6所述的适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：NWDR的组网信息表是建立在拓扑信息表的基础上，比当前节点更接近目标地址的节点称为当前节点的可行后继，可行后继一定不是当前节点的上游节点。
8.根据权利要求7所述的适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法，其特征在于：到一个目的子网的下一跳节点成为最佳的可行后继，从可行后继中选择后继可防止环路的产生，被选择为到某个目的节点的后继则意味着该后继节点位于到目的节点的最优转发路径的下一跳。
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| CN202310675172.8A CN116614856A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种适用于复杂环境的窄带无线信道动态组网的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117612592A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-02-27 | 悦芯科技股份有限公司 | 一种用于存储芯片测试机向量产生器的突发绕码系统 |
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2023
- 2023-06-08 CN CN202310675172.8A patent/CN116614856A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN117612592A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-02-27 | 悦芯科技股份有限公司 | 一种用于存储芯片测试机向量产生器的突发绕码系统 |
| CN117612592B (zh) * | 2024-01-23 | 2024-04-26 | 悦芯科技股份有限公司 | 一种用于存储芯片测试机向量产生器的突发扰码系统 |
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