CN1695352A - 用于ad－hoc wlan系统中的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于ad－hoc WLAN中第一节点的方法，其中第一节点保存网络内可用于发送消息的其它节点的表。该方法包括让第一节点从第二节点接收第一信号的步骤，并且还包括如下步骤：让第一节点分析从第二信号接收的信号；如果第二节点已经存在于由第一节点保存的表中，则将信号强度与第一预定比较电平相比较；如果第二节点不存在于该表中，则将其信号强度与第二预定比较电平相比较；如果来自第二节点的信号强度超出相关比较电平，则第一节点判定第二节点可用在该表中。

Description

用于AD-HOC WLAN系统中的方法
技术领域
本发明涉及一种用于ad-hoc无线局域网(WLAN)中第一节点的方法，其中第一节点保存网络内可用于在网络内转发消息的其它节点的表。通过本发明可获得在ad-hoc系统内更加可靠且有效的通信。
背景技术
无线局域网(WLAN)系统内的所谓ad-hoc网络是无基础设施网络。在ad-hoc网络中的节点(例如订户或用户)通常是移动的，具有短距离无线接入，并能在任何时候加入和离开网络。由于所应用的无线技术的有限范围，对于通信通常需要多跳。
由于在系统内没有基础设施，所以节点自己必须为其它节点转发包，并且因此必须充当主机和路由器。在ad-hoc网络中，节点还负责网络配置和维护。对于这种环境，已经提出了几个路由协议，通常为对于固定网络的现有路由协议的修改。最先进协议的例子为AODV(Ad-hoc按需距离矢量)和DSR(动态源路由)。
AODV规范建议链路层信息或一定信息的使用，例如所谓的HELLO消息，用于近邻检测。由于并不是各种硬件都提供适当的链路层通知的支持，所以在许多实现中使用这种消息。以上规范定义节点A随时从节点B接收这种消息，节点A将节点B包含在路由表中，并且最后可将节点B用于路由建立。如果节点A没从节点B接收到一定数量的连续HELLO消息(每个节点周期性地广播HELLO消息)，则它将节点B从路由表中删除。
有这种可能性：节点A将从节点B接收HELLO消息，而节点B没从节点A接收用户包。这是由于某些类型的硬件不同地对待广播与单播包的事实，并且因此各个包的范围不同。这引起一个AODV性能的主要问题，因为邻近节点可能被错误地检测，并且路由建立，尽管不可能通过它们发送包。
另一个问题是，即使当将用户包发送到邻近节点是可能的，但是近邻间的链路质量可能很差，并且会引起错误、重发、较低吞吐量以及最终的路由损坏。在这种情况下，建立具有高质量链路的多跳路由比具有低质量链路的1跳路由可能更好些。
发明内容
根据上述描述已经很清楚了，需要一种通过它可以建立WLAN系统中的ad-hoc网络中的节点并在ad-hoc系统中保存经由其它节点的可靠通信路径的方法。
本发明针对这个需要而提出，因为它提供了一种用于ad-hoc无线局域网(WLAN)中的第一节点的方法，其中第一节点保存网络内可用于在网络内转发消息的其它节点的表。该方法包括让第一节点从第二节点接收第一信号的步骤，并且还包括让第一节点分析从第二信号接收的信号的步骤。
如果第二节点已经存在于由第一节点保存的上述表中，则将信号强度与第一预定比较电平相比较，并且如果第二节点不存在于上述表中，则将其信号强度与第二预定比较电平相比较。
如果来自第二节点的信号强度超出相关比较电平，则第一节点判定第二节点可用在上述表中。
由此，通过根据本发明的方法，能建立WLAN系统中的ad-hoc系统，并以比使用现有技术可能有的更可靠方式保存。
附图说明
下面参考附图更详细地描述本发明，附图中：
图1示出了ad-hoc WLAN系统，以及
图2示出了根据本发明ad-hoc WLAN系统中节点使用的流程图。
具体实施方式
图1示意性示出了WLAN系统中的ad-hoc网络。WLAN系统例如可以在各种所谓的802.11系统之一的构架内建立，或可选择地使用这种系统的另一技术建立。如附图所示，用于说明本发明的系统包括3个节点，称为A、B和C，但是节点的确切数目当然可以改变，并且对于本发明不是决定性重要。
术语“ad-hoc”指的是网络不包含任何固定基础设施(例如用来在系统内指示和路由通信量的接入点)的事实。而是，各个节点为其它节点转发包，并且由此每个单独节点都必须既有作为服务器又有作为路由器的能力。
例如在其能力中作为服务器和/或路由器的节点A，保存能帮助节点A路由消息的邻近节点的列表。基于从这些节点接收的消息，在这个列表上增加或保存节点。路由建立是基于广播和重广播路由请求及等待来自目的节点或已经具有到目的地的路由的某一中间节点的路由答复。路由答复被单播回源节点。
术语“单播”这里指的是从第一节点发送的消息打算送给第二“收件人”节点，而术语“广播”指的是从第一节点发送的消息打算送给多于一个的“收件人”节点。
基于将节点加到或保持在由节点A保存的列表上的消息，可以是或多或少任意选择的一个或多个特定消息，或为此目的特别使用的消息。可用在AODV(Ad-hoc按需矢量)协议中的消息的一个例子是所谓的HELLO消息，它被每个节点周期性地广播。
在当前的AODV系统中，节点A随时从节点B接收HELLO消息，节点A将节点B包含在路由表中，并且最后能将节点B用于路由建立。如果节点A没有从节点B接收到两个连续HELLO消息(每个节点周期性地广播HELLO消息)，则它将节点B从路由表中删除。一些消息被广播且其它消息被单播的事实可能引起问题，因为某些类型硬件和/或软件对待广播消息与单播消息不同。广播消息可以具有比单播消息更大的范围，这会导致邻近节点被错误地检测为可用于路由的节点，尽管事实上不可能经由这些节点发送消息或数据包。
另外，即使其广播消息已经被检测的那个节点可能用于路由，但是节点A与这个节点间的链路质量可能很差，导致许多问题。在这种情况下，建立在其中具有多个节点的路由比经由一个节点得到“捷径”可能更好些，该捷径的传输质量差。
重新参考图1，下面会出现这种情况：在节点A和C之间经由节点B建立2跳路由。当节点C更接近节点B时，节点A会从节点C接收一些HELLO消息。当节点A从节点C接收HELLO消息时，它会将节点C视为近邻，并会试图将用户包直接发送给它，而不是经由节点B。然而，由于节点A和C之间信号的信噪比(SNR)低，所以在链路上可能出现错误，并且吞吐量将是低的。因此，使用具有好质量链路的2跳路由(A-B-C)代替具有差质量链路的1跳路由(A-C)可能更好些。
在“是近邻”和“不是近邻”之间摆动是同样可能的。如果在从节点C接收一个HELLO消息之后，节点A没从节点C接收另一个HELLO消息，则节点A会将节点C从路由表中删除，并会调用路由重建程序，引起延迟并且吞吐量下降。之后，另一个HELLO消息可能到达，并且节点C会再次成为近邻。
通过参考图2来描述的本发明，解决了上述问题，即由不同类型消息之间范围的差异引起的问题。
图2是根据本发明的方法的可能实施例的示意框图。
从另一个节点接收消息的节点A，首先试图(块10)将消息标识为源自由节点A接受的节点的消息，例如AODV协议。如果接收的消息来自“外来的”协议，则简单地丢弃该消息(块80)。
然而，如果消息来自“已接受的”协议，则节点A会查看是否发送节点为已经存在于由节点A保存的路由表中的节点(块20)。如果是这样，则将相对于第一阈值电平测试所接收信号的信号电平，即SNR(块40)。如果信号的SNR降到这个电平以下，则丢弃或忽略该消息(块80)。然而，如果所接收信号的SNR超出或等于第一阈值电平，则将发送节点保存在节点A的路由表中。
现在回头讲块20，如果发送节点不是存在于由节点A保存的路由表中的节点，则认为该消息源自对于节点A的路由表为“新的”节点。然后相对于第二阈值电平测试消息的SNR，该第二阈值电平高于用于来自“现有”节点的消息的第一阈值电平。
如果来自“新”节点的消息具有不超出或等于第二阈值电平的SNR，则丢弃该消息(块80)。然而，如果消息的SNR超出第二阈值电平，则将节点加到由节点A保存的路由表。
因此，通过根据本发明的方法，用于未知节点的第二阈值帮助定义现有链路的所需质量，并在“好”和“坏”近邻之间进行有效地区分，即在好和坏质量链路之间进行区分。如果链路到潜在近邻(对上述节点而言先前未知的或对该节点的多跳连接已经存在)的链路的链路质量在定义的阈值之上，则那个节点成为新近邻。
另外，因为由于链路的无线特性，所以即使节点不动，SNR也可能改变。用于现有节点的第一阈值电平定义允许SNR变化到一定程度的SNR界限。这使节点将在近邻与非近邻之间摆动的可能性减至最小，提高了网络的稳定性。由此，一旦建立了路由，就不会因为一个弱信号而丢失。
关于阈值，对于第一阈值为10dB的电平且第二阈值为15dB的电平是具有给定良好结果的值。自然，这些值可以在本发明的范围内自由改变，并只作为已经证明有用的值的示例被提到。
本发明不局限于上述实施例，而是可在所附权利要求书的范围内自由改变。

Claims (3)

1、一种用于ad-hoc无线局域网中的第一节点的方法，第一节点保存所述网络内可用于在所述网络内转发消息的其它节点的表，所述方法包括让第一节点从第二节点接收第一信号的步骤，其特征在于，它还包括如下步骤：
-让第一节点分析从第二节点接收的信号，
-如果第二节点已经存在于由第一节点保存的所述表中，则将信号强度与第一预定比较电平相比较，
-如果第二节点不存在于所述表中，则将其信号强度与第二预定比较电平相比较，
-如果来自第二节点的信号强度超出相关比较电平，则第一节点判定第二节点可用在所述表中
2、如权利要求1所述的方法，应用在AODV系统中。
3、如权利要求1所述的方法，应用在IEEE 802.11系统中。
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