CN1750494A - 中继节点安装选择方法、安装点选择装置、安装基站 - Google Patents

Abstract

在无线多跳网络中，检测可一跳直接连接到中继节点安装点候选者的节点。当节点到节点的可连接性诊断结果表明存在孤立节点时，选择能够连接到基站的候选和能够一跳连接到孤立节点的候选者作为中继节点。当仍有剩余孤立节点时，则从还不能连接到基站的候选者中选出能一跳连接到剩余孤立节点和已经能与基站连接的孤立节点的候选者作为中继节点。于是建立了“剩余孤立节点→附加的中继节点→已经能与基站连接的孤立节点→基站”的路由。

Description

中继节点安装选择方法、安装点选择装置、安装基站

技术领域

本发明涉及由具有无线多跳功能的节点(无线设备)组成的无线多跳网络。

背景技术

无线传感器网络是由具有传感器的无线传感器节点和基站组成的网络。在这个网络中，无线节点采集环境信息(温度、湿度、空气中的成分含量等)并且将采集结果发送给基站。

在无线传感器网络中，在许多情况下使用无线多跳网络技术。无线多跳网络可以降低基站和每个节点的传输功率，并且通过一个或多个其它节点执行基站和节点之间的数据包传送来降低功率损耗。例如，在IEICE的技术报告NS003-232(2003-01)中由Ohkuma等人发表的题为“利用消息驱动备用控制的高效功率多跳路由”的论文(以下称作“文1”)中描述了这种技术在。

在无线多跳网络中，具有无线传感器的所有节点都必须与基站进行通信。因此，在无线多跳网络中，具有反应(被动)型路由功能的中继节点要安装在指定的安装点上。

为了形成无线多跳网络，基站要对节点到节点的可连接性进行诊断。节点到节点的可连接性诊断如下进行。首先，基站向每个节点发送控制信号。然后，接收到控制信号的节点向基站返回对控制信号的响应。以这种方式，基站根据来自每个节点的响应，掌握基站和节点之间以及节点与节点之间的连接关系。

但是，如图1所示，这里可能会出现一组可连接到基站的节点(以下称作“基站组”)和一组不可连接到基站的孤立节点(以下称作“孤立节点组”)。当然，孤立节点是不能与基站通信的。因此，为了将孤立节点连接到基站，需要安装中继节点。

按常规，主要基于试错来安装中继节点。换言之，首先，中继节点被临时安装在适当的安装点上，然后由基站进行节点到节点的可连接性诊断。以这种方式，基站确认是否消除了孤立节点。

但是，在常规方法中，在许多情况下不能消除孤立节点。因此，网络设计者习惯于多次变换中继节点的安装点并且重复同样的过程。因此，需要很多工时来确定中继节点的安装点。

发明内容

本发明的一个实例特征提供了一种能减少在无线多跳网络上安装中继节点所需工时的技术。

本发明的一个方面执行如下所述的第一个过程和第二个过程。

在第一个过程中，选择处理部分获取基站进行的节点到节点的可连接性诊的断结果，以及在中继节点安装点候选者处可一跳连接到(即，“可直接连接到的”)的节点的检测结果。

这里，后一个结果可以通过在每个中继节点安装点候选者上临时安装具有检测可直接连接节点的功能的无线装置并且操作该无限装置来获得。

当从节点到节点的可连接性诊断结果判断出现孤立节点时，选择处理部分执行第一个过程。在第一个过程中，选择处理部分选择满足下面两个条件的中继节点安装点候选者：

(1)能够连接到基站的中继节点安装点候选者(即，中继节点安装点候选者能够一跳连接到基站或属于基站组的节点)；和

(2)能够一跳连接到孤立节点的中继节点安装点候选者。

经过第一个过程后，为一部分或所有的孤立节点建立了“孤立节点→中继节点→基站”的路由。

在第一个过程完成的时刻，如果仍然有孤立节点，那么选择处理部分执行第二个过程。在第二个过程中，选择处理部分从不能连接到基站的中继节点安装点候选者中选择满足下面条件的中继节点安装点候选者：

·能够直接连接(即，能够只经过一跳进行连接)到其余孤立节点和经过第一个过程后已经可以连接到基站的节点的中继节点安装点候选者。

经过第二个过程后，建立了“其余孤立节点→中继节点→在第一个过程中已经变为可连接到基站的孤立节点→中继节点→基站”的路由。

根据本发明的这个方面，利用基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果和可一跳连接到中继节点安装点候选者的节点的检测结果，从而选择用来建立基站和孤立节点之间连接的中继节点安装点候选者，以便减少中继节点安装点候选者的变化次数。

通过对优选实施例的描述会使本发明的其它特征和方面更加清楚。

附图说明

在附图中：

图1是说明无线多跳网络的示意图；

图2是说明本发明的中继节点安装点选择装置的方框图；

图3是什么本发明实施例1中的中继节点安装点选择过程的流程图；和

图4A和图4B是什么本发明实施例2中的中继节点安装点选择过程的流程图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明实施例进行详细说明。

图1是显示了无线多跳网络的示意图。

在图1中，节点1到4是可以连接到基站50的节点，它们构成基站组。节点5到11是不可连接到基站50的孤立节点，它们构成孤立节点组。参考符号A到J代表中继节点安装点候选者。在图1所示的网络中，中继节点安装点是从这些中继节点安装点候选者A到J中选出的。

图2是说明根据本发明的中继节点安装点选择装置的配置方框图。

中继节点安装点选择装置2包括输入部分21、选择处理部分22、存储部分23、重复数量计算部分24、和平均跳数计算部分26。然而，从后面的描述中可知，重复数量计算部分24和平均跳数计算部分26是可任选的。例如，实施例1就不需要这两个计算装置。

输入部分21接收基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果，可以经过一跳连接到中继节点安装点候选者的节点检测结果等作为输入。前一个输入是从，例如，基站提供的。

选择处理部分22以例如表的形式在存储部分23中记录输入部分21接收的数据。然后，根据存储部分23中保存的数据和通过选择处理部分22自己处上述数据所获得的数据，选择处理部分22从中继节点安装点候选者中选出中继节点安装点。

如后面所述，在实施例2和实施例3中，根据选择处理部分22自己和重复数量计算部分24所记录的数据，选择处理部分22从中继节点安装点候选者中选出中继节点安装点。在实施例4中，根据选择处理部分22自己和平均跳数计算部分26所记录的数据，选择处理部分22从中继节点安装点候选者中选出中继节点安装点。

存储部分23以例如表的形式保存输入部分21接收到的数据、选择处理部分22处理上述数据后获得的数据、重复数量计算部分24和平均跳数计算部分26记录的数据。

在后面要描述的实施例2和实施例3中的中继节点安装点选择方法中还需要计算部分24。这里，重复数量是指能够一跳连接到孤立节点的中继节点安装点候选者的个数。根据存储部分23中保存的输入部分21接收到的数据、选择处理部分22处理上述数据后获得的数据，重复数量计算部分24计算重复数量并且将结果记录到存储部分23中。在实施例3中，重复数量计算部分24为多套中继节点安装点候选者中的每一个计算重复数量。

在后面要描述的实施例4中的中继节点安装点选择方法中还需要平均跳数计算部分26。所谓的平均跳数是指在选择处理部分22选出的一套中继节点安装点候选者中每个节点和基站之间跳数的平均值。

这里，所谓的跳数等于在连接某个节点和基站的路由上出现的其它节点的个数加1后得到的数量。例如，在图1中，节点1、2、3和4的跳数分别为1、2、2和3。平均跳数计算部分26根据存储部分23中保存的输入部分21接收到的数据和选择处理部分22处理上述数据后获得的数据等计算平均跳数。平均跳数计算部分在存储部分23中保存计算值。

实施例1

参见图3，图3显示了说明本发明实施例1中的中继节点安装点选择方法的过程的流程图。

在步骤301中，输入部分21接收基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果和中继节点安装点候选者能够一跳连接到的节点的检测结果。选择处理部分将它们记录在存储部分23中。

表1是选择处理部分22根据基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果准备并在存储部分23中保存的列表。该列表描述了针对节点ID的跳数。

这里，所谓的跳数等于通过在连接基站和某个节点的路由上出现的其它节点的个数加1后得到的数字。例如，在图1中，节点1到节点4的跳数分别是1、2、2、和3。对于其它节点5到11，由于还没有建立到基站的连接，所以跳数等于0。

表1

节点ID	跳数
		1	1
2	2
		3	2
4	3
		5	0
6	0
		7	0
8	0
		9	0
10	0
		11	0

表2是选择处理部分22根据可以一跳连接到中继节点安装点候选者的节点的检测结果和表1准备并保存在存储部分23中的列表。列表中记录了中继节点安装点候选者能够一跳连接到的节点的ID(属于孤立节点组的节点)。在孤立节点5到11的每行上，“1”表示可以一跳连接，而“0”表示不能一跳连接。另外，该表还为中继节点安装点A到J中的每一个描述了可一跳连接到的属于基站组节点的节点ID。不能一跳连接到属于基站组节点的中继节点安装点候选者被表示为“无”。

例如，在表2中，中继节点安装点候选者B的列指示中继节点安装点候选者B可以一跳连接到孤立节点8并且可以一跳连接到属于基站组的节点4。另外，在表2中，中继节点安装点候选者A的列指示中继节点安装点候选者A可以一跳连接到孤立节点8，而不能一跳连接到属于基站组的任何节点。

表2		结果列表
												A	B	C	D	E	F	G	H	I	J
		孤立节点ID	5	0	0	1	1	0	0	0	0											1	0
6	0											0	0	1	1	0	1	0	1	0
			7	0	0	0	0	0	0	1	0										0	0
8	1											1	0	0	0	0	0	0	0	1
			9	0	0	1	1	0	0	0	0										1	0
10	0											0	0	1	1	0	1	0	1	0
			11	0	0	0	0	0	1	0	1										0	0
基站组的节点ID												无	4	2	3	3	3	无	无	无			无

在步骤301中，选择处理部分22首先根据表1(基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果)判断是否存在孤立节点。在表1的例子中，由于节点5到11的跳数为0，因此选择处理部分22判断存在孤立点。此时，如果没有孤立点，那么可以明确不需要安装中继节点安装点。

当判断出存在孤立点后，选择处理单元22根据表2(可一跳连接到中继节点安装点的节点的检测结果)选择满足下列条件的中继节点安装点候选者，换言之：

(1)能够一跳连接到孤立节点的中继节点安装点候选者；以及

(2)能够连接到基站的中继节点安装点候选者，即，能够一跳连接到属于基站组的节点的中继节点安装点候选者。

经过上述过程后，建立了“孤立节点→中继节点→基站”的路由。

在图1的例子中，选择处理部分22从中继节点安装点候选者A到J中选择，例如，候选C(针对孤立节点5到9)、候选D(针对孤立节点6到10)、候选B(针对为孤立节点8)和候选F(针对孤立节点11)。

在这个选择中，选择处理部分22从满足上述条件的中继节点安装点候选者中选出位于每行最左边的中继节点安装点候选者(但是，它不会重复选择同一个候选者)。其它选择标准对本领域的技术人员来说是显而易见的。例如，可以选出可连接到基站的所有中继节点安装点候选者B、C、D、E和F。

结果是，建立了每个孤立节点5、6、8、9、10和11与基站之间的连接。

此时，表2中提供了新行，在新行中，标注出了通过选出这套中继节点安装点候选者后变成可连接到基站的孤立节点的方框。另外，表2中还提供了另一个新行，在这个新行中，标注出了所选出的中继节点安装点候选者的方框。可以通过分开准备用来记录选出的中继节点安装点候选者和由于该选择已经变成可连接的节点的ID，然后在存储部分23中保存它们来执行该过程。

这里，基站所做的节点到节点的可连接性诊断的细节参见，例如上述的文献1。

文献1中描述的路由如下。

就是说，基站依次向每个节点发送检测信号。只有那些所接收的检测信号的强度大于预定强度的节点才直接向基站返回检测响应信号。因此，在基站和已经返回了检测响应信号的节点之间建立了可连接性。接着，基站通过已经与之建立了连接的节点依次向还没有建立连接的每个节点发送检测信号。只有那些所接收的检测信号的强度大于预定强度的节点才通过中继节点向基站返回检测响应信号。因此，不能直接连接到基站的节点通过可直接连接到基站的节点与基站相连。通过重复上述过程，形成了无线多跳网络，基站和每个节点之间的连接关系也随之变得清晰。

例如，可以按如下方法检测可一跳连接到中继节点安装点候选者的节点。首先，在每个中继节点安装点候选者安装具有检测可一跳连接到的节点功能的无线装置(可以一个基站一个)。然后，在使该装置操作时，它试图与所有节点通信，从而使其能够找到可以一跳与中继节点安装点候选者通信的节点。还可以通过限制该过程使用最多一跳的由IETF RFC 3561规范的AODV路由等技术来获得检测结果。

步骤301按如上所述结束。

在步骤302中，选择处理部分22根据步骤301的执行结果，利用基站判断是否还有“未连接状态”的孤立节点。这里所说的“未连接状态”是指还没有建立到基站的任何连接。在表2所示的例子中，由于节点7与基站是“未连接状态”，因此选择处理部分22的过程进行到步骤303。如果在步骤301的处理后不再有“未连接状态”的孤立节点，那么选择处理部分22的过程结束。

在步骤303，选择处理部分22根据表2(可一跳连接到中继节点安装点候选者的节点的检测结果)，从还没有与属于基站组的节点连接的中继节点安装点候选者中选出满足下列条件的中继节点安装点候选者：

(1)能够一跳连接到已经变成可连接到基站(在步骤301的过程中)的节点的中继节点安装点候选者；以及

(2)能够一跳连接到可一跳连接的孤立节点的中继节点安装点候选者。

讲解表2中的例子，已经留下的孤立节点7虽然不能一跳连接到基站组中的节点，但是可以一跳连接到中继节点安装点G。然而，中继节点安装点G能够连接到在步骤301中已经与基站建立连接的节点10。因此，由于中继节点安装点候选者满足这些条件，所以在步骤303中选择中继节点安装点G。因此，在步骤301过程中留下的作为孤立节点的节点7现在也变为可以连接到基站。换言之，建立了通过“节点7→中继节点G→节点6→中继节点D→...→基站”的连接。

在步骤304中，选择处理部分22根据可一跳连接到中继节点安装点候选者的节点的检测结果，判断是否还存在处在“未连接状态”的孤立节点。如果还有处在“未连接状态”的孤立节点，那么选择处理部分22的过程进行到步骤305，否则，选择处理部分22的过程结束。

在步骤305中，选择处理部分22重复步骤303中的过程，或返回到步骤303，并通过再次重新选择中继节点安装点候选者来从起始处开始。当重复数量达到预定次数后，可以在步骤303再次选择中继节点安装点候选者。

在上述实施例1中，只有当步骤302的过程结束后仍有孤立节点时才执行步骤303。因此，如果准备足够数量的中继节点安装点候选者，那么所有属于孤立节点组的节点不用执行步骤303和以后的步骤，都可以连接到基站上。此外，即使过程在步骤303结束，由于许多孤立节点已经变为可以连接到基站，因此可以缩短变换中继节点安装点候选者的所需工时。因此，在这种情况下，无需步骤302中的过程和后续步骤。

实施例2

图4A和4B显示了根据本发明实施例2的中继节点安装点选择过程的流程图。

本实施例用于最小化中继节点数量的中继节点安装点的选择过程。由于本实施例，能够减少无线多跳网络中的节点数量，有效使用资源并且有助于节省整个网络的功率。

在本实施例中，重复数量计算部分24计算重复数量(即，每个孤立节点可以一跳连接到的中继节点安装点候选者的数量)。然后，当考虑到重复数量时，选择处理部分选出中继节点安装点候选者。因此，本实施例需要重复数量计算部分24。重复数量计算部分24根据存储部分23中保存的输入部分21接收到的数据、选择处理部分22处理上述数据后获得的数据等计算重复数量，并将它保存到存储部分23。

在步骤401，与实施例1类似，输入部分21接收“基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果”。然后，选择处理部分22据此准备表示节点和跳数之间关系的表。在图1的例子中，选择处理部分22准备表1并且将它记录在存储部分23中。对于表1，其说明与实施例1中的相同。

在步骤402中，选择处理部分22根据表1(显示节点和跳数之间的对应关系的表)判断是否还有孤立节点。在表1中，如果存在跳数等于0的节点，那么选择处理部分22判断出存在孤立节点。在表1中，节点5到节点11的跳数为0，因此选择处理部分22判断存在孤立节点。当选择处理部分22判断出存在孤立节点时，选择处理部分22的过程进行到步骤402，否则，选择处理部分22的过程结束。

在步骤403中，输入部分21接收能够一跳连接到每个中继节点安装点候选者的节点的检测结果。选择处理部分22准备表示孤立节点和中继节点安装点候选者之间一跳连接关系的表，并将它提交到存储部分23中。上述表2就是为图1中的网络准备的表。

表2是显示图1中的无线多跳网络中孤立节点与中继节点安装点候选者之间一跳连接关系的表。对于表2，其解释与实施例1中的仍然相同，因此这里不再重复解释。

另外，选择处理部分22将表2分为两个表。一个是已经连接到基站的中继节点安装点候选者的表，另一个是还没有连接到基站的中继节点安装点候选者的表。选择处理部分22将前者作为结果列表A(表3)提交，后者作为结果列表A’(表4)提交在存储部分23中。

表3和表4是分别从表2分类后得到的结果列表A和结果列表A’。如上所述，“基站组节点ID”的方框表示属于中继节点安装点候选者能够一跳连接到的基站组的节点的ID。因此，具有“基站组的节点ID”的方框中所述数字的中继节点安装点候选者能够连接到基站。而“基站组的节点ID”的方框中所述为“无”的中继节点安装点候选者不能连接到基站。

在步骤404中，表2根据基站组的节点ID分类为表3和表4。利用表2，中继节点安装点候选者B、C、D、E和F列被分到表3中。而表2中的中继节点安装点候选者A、G、H、I和J列被分到表4中。

表3		结果列表A
							B	C	D	E	F
		孤立节点ID	5	0	1	1						0	0
6	0						0	1	1	0
			7	0	0	0					0	0
8	1						0	0	0	0
			9	0	1	1					0	0
10	0						0	1	1	0
			11	0	0	0					0	1
基站组的节点ID							4	2	3	3			3

表4		结果列表A’
							A	G	H	I	J
		孤立节点ID	5	0	0	0						1	0
6	0						1	0	1	0
			7	0	1	0					0	0
8	1						0	0	0	1
			9	0	0	0					1	0
10	0						1	0	1	0
			11	0	0	1					0	0
基站组的节点ID							无	无	无	无			无

在本实施例中，依次执行下列过程(1)和(2)。执行列表A和列表A’的分类以便于执行下面两个过程。

(1)建立孤立节点→中继节点→基站的路由的过程

(2)建立处在“未连接状态”的孤立节点→中继节点→处在“已连接状态”的孤立节点→基站的路由的过程

这里，“未连接状态”是指即使经过过程(1)也还没有与基站建立任何连接的状态。“已连接状态”是指通过安装中继节点已经与基站建立了连接的状态。

后续步骤404到步骤409对应过程(1)，步骤410到步骤416对应过程(2)。

在步骤404中，重复数量计算部分24根据存储部分23中保存的结果列表A(表3)计算每个孤立节点的重复数量。然后，重复数量计算部分24准备作为重复数量被额外写入的结果列表A的表5，并且将它保存到存储部分23。可以通过对行中的值求和得到重复数量。

表5		结果列表A					重复数量
								B	C	D	E	F
		孤立节点ID	5	0	1	1							0	0	2
6	0						0	1	1	0	2
			7	0	0	0						0	0	0
8	1						0	0	0	0	1
			9	0	1	1						0	0	2
10	0						0	1	1	0	2
			11	0	0	0						0	1	1
基站组的节点ID							4	2	3	3	3

接下来，在步骤405，选择处理部分22选出能够一跳连接到包括存储部分23中保存的重复数量的结果列表A(表5)中重复数量为1的孤立节点的中继节点安装点候选者。

在表5中，重复数量为1的孤立节点是节点8和节点11。然后，能够一跳连接到节点8和节点11的中继节点安装点候选者分别是B和F。因此，选择处理部分22选择B和F作为中继节点安装点。然后，通过选择B和F作为中继节点安装点，建立了下面两条连接路由：

·孤立节点8→中继节点B→(节点4→节点2→节点1)→基站50；和

·孤立节点11→中继节点F→(节点3→节点1)→基站50。

此时，如果有其它可以一跳连接到中继节点B和中继节点F的孤立节点，可同时为该孤立节点建立到基站的连接路由。在表5中，正好没有这种孤立点。因此，在这个阶段，只为孤立节点8和孤立节点11建立到基站的连接路由。

在本实施例中，所建立的路由以重复数量为1的孤立节点为起点的原因是因为这样可以减少中继节点的数量。通过利用从利用具有低重复数量的节点建立的路由和具有高重复数量的孤立节点建立的路由中选出的中继节点，可以减少中继节点的数量。

在步骤406中，选择处理部分22根据包含重复数量的结果列表A(表5)判断是否存在重复数量为2或更高的处在“未连接状态”的孤立点。在表5中，由于节点5、节点6、节点9、和节点10都是重复数量为2的处在“未连接状态”的孤立节点，因此选择处理部分22判断仍有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”的孤立节点。当它判断出仍有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”的孤立节点后，选择处理部分22的过程进行到步骤407。如果它判断出没有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”的孤立节点，那么选择处理部分22的过程进行到判断是否开始建立处在“未连接状态”孤立节点→中继节点→“已连接状态”孤立节点→基站路由的步骤409。

在步骤407中，选择处理部分22选择满足下列条件的中继节点安装点候选者：

(a)能够一跳连接到重复数量最小(2或更高)的处在“未连接状态”的孤立节点的中继节点安装点候选者；和

(b)能够一跳连接到更多处在“未连接状态”的孤立节点的中继节点安装点候选者。

在表5中，具有最小重复数量为2的处在“未连接状态”的孤立节点是节点5、节点6、节点9和节点10。

然后，能够一跳连接到节点5的中继节点安装点候选者是C和D。C能够一跳连接到节点9，它是处在“未连接状态”的孤立节点。而D能够一跳连接到节点6、节点9和节点10，它们是处在“未连接状态”的孤立节点。因此，为节点5选出能够一跳连接到更多处在“未连接状态”的孤立节点的D。同样地，也为节点6、节点9和节点10选D。因此，新建立了下列四条连接路由：

·孤立节点5→中继节点D→(节点3→节点1)→基站50

·孤立节点6→中继节点D→(节点3→节点1)→基站50

·孤立节点9→中继节点D→(节点3→节点1)→基站50

·孤立节点10→中继节点D→(节点3→节点1)→基站50

如上所述，通过优选能够一跳连接到更多个处在“未连接状态”下的孤立节点的中继节点安装点候选者，可以减少中继节点的数量。

接着在步骤408，选择处理部分22根据表5，即包含重复数量的结果列表A，判断是否还有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”的孤立节点。在表5的例子中，由于不存在重复数量为3或更高处在的孤立节点(已经不再有重复数量为2的处在“未连接状态”的孤立节点)，因此选择处理部分22判断没有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”的孤立节点。

当步骤408中的判断结果为“否”时，选择处理部分22的过程进行到步骤409。否则，选择处理部分22的过程返回步骤407。

在步骤409中，选择处理部分22根据表5，即包含重复数量的结果列表A，判断是否还有重复数量为0的处在“未连接状态”的孤立节点。在表5中，节点7是重复数量为0的处在“未连接状态”的孤立节点，因此，选择处理部分22判断出存在重复数量为0的处在“未连接状态”的孤立节点。当选择处理部分22判断出存在重复数量为0的处在“未连接状态”的孤立节点(是)，那么选择处理部分22的过程进行到步骤410。否则选择处理部分22的过程结束。

重复数量为0的处在“未连接状态”的孤立节点不能直接连接到已经与基站相连的中继节点安装点候选者。因此，不能连接到基站。

在本实施例中，检测处在“未连接状态”的孤立节点(x)可以一跳连接到的中继节点安装点候选者(X)是否能够连接到已经可以连接到基站的孤立节点(y)。如果X和y之间可以连接，那么选择处理部分22利用经“已经连接”的孤立节点建立处在“未连接状态”下的孤立节点(x)和基站之间的连接。

换言之，选择处理部分22建立下面的连接：

处在“未连接状态”的孤立节点(x)→中继节点(安装在还没有与基站连接的中继节点安装点(X)上的中继节点)→处在“已连接状态”的孤立节点(y)→基站。

通过选择还没有连接到基站的中继节点安装点候选者(X)作为中继节点安装点来建立上述连接。

返回图4B，在步骤410中，选择处理部分22将结果列表A’(表4：显示孤立节点和还没有与基站连接的中继节点安装点候选者之间一跳连接关系的表)分成两部分。一部分涉及能够一跳连接到处在“已连接状态”的孤立节点的中继节点安装点候选者。另一部分涉及不能一跳连接到处在“已连接状态”的孤立节点的中继节点安装点候选者。选择处理部分22将前者作为结果列表B’(表6)保存在存储部分23中。

在表4中，处在“已连接状态”的孤立节点是节点5、节点6、节点8、节点9、节点10和节点11。因此，选择处理部分22提取A(节点8)、G(节点6、节点10)、H(节点11)、I(节点5、节点6、节点9、节点10)、和J(节点8)列作为能够一跳连接到处在“已连接状态”的孤立节点的中继节点安装点候选者并准备表6。

表6		结果列表B’					重复数量
								A	G	H	I	J
		孤立节点ID	5	0	0	0							1	0	1
6	0						1	0	1	0	2
			7	0	1	0						0	0	1
8	1						0	0	0	1	2
			9	0	0	0						1	0	1
10	0						1	0	1	0	2
			11	0	0	1						0	0	1
基站组的节点ID							无	无	无	无	无

在步骤411中，重复数量计算部分24根据表6，即结果列表B’，计算每个孤立节点的重复数量。在表6中，还描述了重复数量的计算结果。

在步骤412中，选择处理部分22根据结果列表B’(表6)选择能够一跳连接到重复数量为1的处在“未连接状态”下的孤立节点的中继节点安装点候选者。在表6中，只有节点7是重复数量为1的处在“未连接状态”下的孤立节点。另外，能够一跳连接到节点7的中继节点安装点候选者也只有G。因此，选择处理部分22选择中继节点安装点候选者G。

因此，建立了下面的新路由：

·孤立节点7→中继节点G→处在“已连接状态”下的孤立节点6→(中继节点D→节点3→节点1)→基站50，或

·孤立节点7→中继节点G→处在“已连接状态”下的孤立节点10→(中继节点D→节点3→节点1)→基站50。

在步骤413中，选择处理部分22根据结果列表B’(表6)判断是否还有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”下的孤立节点。在表6中，没有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”下的孤立节点(所有的孤立节点都是处在“已连接状态”)。当选择处理部分22判断出没有重复数量为2或更高的处在“未连接状态”下的孤立节点后(步骤413中的否分支)，选择处理部分22的过程进行到步骤416。否则(步骤413中的是分支)，选择处理部分22的过程进行到步骤414。

在步骤414中，选择处理部分22根据结果列表B’(表6)选出能够一跳连接到具有最小重复数量(2或更高)的“未连接”孤立节点的中继节点安装点候选者和能够一跳连接到更多个“未连接”孤立节点的中继节点安装点候选者。

在步骤415，选择处理部分22根据结果列表B’(表6)判断是否还有重复数量为2或更高的“未连接”的孤立节点。当选择处理部分22判断出没有重复数量为2或更高的“未连接”的孤立节点(否分支)后，选择处理部分22的过程进行到步骤416。否则(步骤413中的是分支)，选择处理部分22的过程返回到步骤414。

在步骤416中，选择处理部分22根据结果列表B’(表6)判断是否还有重复数量为0的处在“未连接状态”下的孤立节点。在表6中，没有重复数量为0的处在“未连接状态”下的孤立节点。当选择处理部分22判断出没有重复数量为0的处在“未连接状态”下的孤立节点后(否)，选择处理部分22的过程结束。否则，选择处理部分22的过程进行到步骤417。

在步骤417，重复与步骤410到416类似的过程，或者从起点开始再次执行选择中继节点安装点候选者的过程。如果在预定时间内重复步骤410到416过程后仍没有消除处在“未连接状态”下的孤立节点，那么可以再次选择中继节点安装点候选者集合，然后执行步骤410到416的过程。

在上所述获得的中继节点安装点上安装中继节点可以将孤立节点与基站相连。表7是显示当通过步骤401到步骤417的过程选择中继节点安装点，并在图1所示的无线多跳网络中的点上安装中继节点后，节点和跳数之间关系的表。

表7

节点ID	跳数
		1	1
2	2
		3	2
4	3
		5	4
6	4
		7	6
8	5
		9	4
10	4
		11	4
B	4
		D	3
F	3
		G	5

建立的路由汇总如下。

·节点1→基站50

·节点2→节点1→基站50

·节点3→节点1→基站50

·节点4→节点2→节点1→基站50

·节点5→中继节点D→节点3→节点1→基站50

·节点6→中继节点D→节点3→节点1→基站50

·节点7→中继节点G→节点6→中继节点D→节点3→节点1→基站50(或节点7→中继节点G→节点10→中继节点D→节点3→节点1→基站50)

·节点8→中继节点B→节点4→节点2→节点1→基站50

·节点9→中继节点D→节点3→节点1→基站50

·节点10→中继节点D→节点3→节点1→基站50

·节点11→中继节点F→节点3→节点1→基站50

·中继节点B→节点4→节点2→节点1→基站50

·中继节点D→节点3→节点1→基站50

·中继节点F→节点3→节点1→基站50

·中继节点G→节点10→中继节点D→节点3→节点1→基站50

实施例3

下面解释根据本发明实施例3的中继节点安装点的选择方法。

本实施例是用来选择一套能增加冗余路由的中继节点安装点候选者的中继节点安装点的选择方法。根据本实施例，例如，即使一条路由发生通信故障，那么可以切换到另一条路由上。

在本实施例中，选择处理部分利用重复数量计算部分为多套中继节点安装点候选者的每一个计算重复数量。根据该结果，选择处理部分从多套中选出一套中继节点安装点候选者。详细说明如下。

例如，假设从实施例1或实施例2得出了表8和表9，它们表示孤立节点和多套中继节点安装点候选者中的中继节点安装点候选者之间的一跳连接关系。顺便指出，表8和表9涉及的无线多跳网络与表1到表7所涉及的不同。

表8		候选集I				重复数量
							A	B	C	D
		孤立节点ID	5	1	0						1	1	3
6	0					0	1	0	1
			7	1	0					0	0	1
8	1					1	0	0	2
			9	0	1					1	0	2
10	0					0	0	1	1
			11	0	1					0	0	1
基站组的节点ID						无	4	2	3

表9		候选集II				重复数量
							B	C	D	F
		孤立节点ID	5	0	1						1	1	3
6	0					1	0	0	1
			7	0	0					0	1	1
8	1					0	0	1	2
			9	1	1					0	0	2
10	0					0	1	1	2
			11	1	0					0	0	1
基站组的节点ID						4	2	3	无

重复数量计算部分24通过计算表8和表9中每行的元素之和来计算冗余。然后，选择处理部分22选择重复数量为2或更高的孤立节点数多的中继节点安装点候选者集合。候选集I中重复数量大于2的孤立节点的数量少于候选集II中的重复数量大于2的孤立节点的数量。因此，选择处理部分22选择表9中的中继节点安装点候选集。在该选择中，可以考虑重复数量的值的本身。换言之，可以计算每个集合的平均重复数量，然后根据该结果选出候选集。

实施例4

下面说明根据本发明实施例4的中继节点安装点的选择方法。

本实施例是用来选择一套能减少孤立节点跳数的中继节点安装点候选集的中继节点安装点的选择方法。根据本实施例，由于能够尽可能地减小孤立节点的跳数，因此可以获得诸如降低传送时间之类更好的通信效果。

在本实施例中，由平均跳数计算部分26计算平均跳数，即，由选择处理部分22选出的中继节点安装点候选者集合中的中继节点安装点候选者和基站的跳数的平均值，以便据此从多组中继节点安装点候选者集合中选出合适的中继节点安装点候选集。这样可以通过减少中继节点安装点候选者的跳数来减少孤立节点的跳数。下面对此详细说明。

例如，假设表8和表9显示了从实施例1或实施例2得出的孤立节点和两套中继节点安装点候选集中的中继节点安装点候选者之间的一跳连接关系(如上所述，表8和表9涉及的无线多跳网络与表1到表7所涉及的不同)。

平均跳数计算部分26计算每个中继节点安装点候选集中的每个中继节点安装点候选者的跳数。在表8和表9中，假设节点2的跳数为2，节点3的跳数为2，节点4的跳数为3。另外，假设中继节点安装点候选者A能够经孤立节点8和中继节点B连到基站并且跳数为5。此外，还假设中继节点安装点候选者F能够通过孤立节点5和中继节点D连到基站并且跳数为4。那么，表8中的平均跳数就是(5+3+2+2)/4＝3，表9中是(4+3+2+2)/4＝2.75。因此，选择处理部分22选择表9中的中继节点安装点候选集。

其它实施例

中继节点安装点选择装置2可以起到基站的作用。此时，基站具备诊断节点到节点可连接性的功能和选择中继节点安装点的功能。在这种情况下，在中继节点安装点的选择过程之间插入节点到节点的可连接性诊断可以提高进一步减少中继节点数量的可能性。这是因为孤立节点之间直接连接变为可能的情况出现。

另外，还可以通过有线网络连接中继节点安装点选择装置2(包括在基站中配备的情况)和基站上配备的具有检测可一跳连接的节点和/或中继节点安装点候选者功能的无线装置，使得中继节点安装点选择装置2的输入部分21通过有线网络接收节点到节点的可连接性诊断结果，和可一跳连接到中继节点安装点候选者的节点的检测结果。在这种情况下，中继节点安装点选择装置2可以通过控制基站和/或无线装置来执行节点到节点的可连接性诊断和可一跳连接的节点检测。

另外，当孤立节点组有一个或多个相同的广播域时，可以只为每个相同广播域中的一个孤立节点执行上述实施例中的过程。

除了用专用硬件实现该功能外，本发明的中继节点安装点选择装置2还可以通过在计算机可读记录介质上保存实现其功能的程序，然后使作为本发明中继节点安装点选择装置2的计算机加载记录介质上的可执行程序来实现。这里所说的计算机可读记录介质包括诸如软盘、磁光盘、和CD-ROM之类的记录介质，和内置在计算机系统中的诸如硬盘装置之类的存储设备。另外，这里所说的计算机可读记录介质还包括能动态临时保存程序以便在因特网(传输介质或传输波)上传输程序，或在预定时间内保存程序，例如，计算机内部的易失性存储器。

虽然结合特定的实施例范例对本发明做了描述，但是应该理解作为本发明包含的主题不局限于这些特定的实施例。相反，本发明的技术主题包括在下面权利要求的精神和范围内的所有变化、修改和等同物。另外，发明者的意图是即使在实施时修改了权利要求，也保留对所有等同物的权利。

Claims (22)

1.一种从预定的中继节点安装点候选者中选择中继节点安装点的方法，用于在无线多跳网络中的基站和孤立节点之间形成路由，该方法包括步骤：

第一步骤，接收由所述基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果；

第二步骤，对于每个所述的中继节点安装点候选者，接收每个中继节点安装点候选者能够直接连接到的节点的检测结果；和

第三步骤，当判断存在孤立节点时，根据第二步骤的所述检测结果选择可连接到所述基站并且可直接连接到孤立节点的中继节点安装点作为安装点。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括第四步骤：

所述第四步骤是当所述第三步骤结束后仍有不能连接到所述基站的孤立节点时，根据所述检测结果，从不能连接到所述基站的中继节点安装点候选者中选择能够直接连接到剩余孤立节点和作为所述第三步骤的结果的已经能够连接到所述基站的孤立节点的中继节点安装点作为中继节点安装点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中当即使在所述第四步骤之后仍有不能连接到所述基站的孤立节点时，所述方法重复所述第四步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括第五步骤，用于根据所述可直接连接的节点的所述检测结果计算表示孤立节点可直接连接到的中继节点安装点候选者的数量的重复数量，其中所述第三步骤是优先选择可直接连接到孤立节点的中继节点安装点候选者的步骤，所述可直接连接的孤立节点的所述重复数量小并且可直接连接到其它孤立节点。

5.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括第五步骤，用于根据所述可直接连接的节点的所述检测结果计算表示孤立节点可直接连接到的中继节点安装点候选者的熟练的重复数量，其中

所述第三步骤是优先选择可直接连接到孤立节点的中继节点安装点候选者的步骤，所述可直接连接的孤立节点的所述重复数量小并且可直接连接到其它孤立节点。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

第六步骤，当在所述第三步骤中获得多组中继节点安装点时，根据所述可直接连接节点的检测结果，针对每组中继节点安装点计算表示已经变为可连接到所述基站的孤立节点可直接连接到的中继节点安装点的数量的重复数量；和

第七步骤，用于根据所述重复数量从多组中继节点安装点中选出一组中继节点安装点。

7.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：

第六步骤，当在所述第四步骤中获得多组中继节点安装点时，根据所述可直接连接节点的检测结果，针对每组中继节点安装点计算表示已经变为可连接到所述基站的孤立节点可直接连接到的中继节点安装点的数量的重复数量；和

第七步骤，用于根据所述重复数量从多组中继节点安装点中选出一组中继节点安装点。

8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

第八步骤，当在所述第三步骤中获得多组中继节点安装点时，针对每组中继节点安装点，计算作为中继节点安装点和所述基站之间跳数平均值的平均跳数；和

第九步骤，根据所述平均跳数，从多组中继节点安装点中选出一组中继节点安装点。

9.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：

第八步骤，当在所述第四步骤中获得多组中继节点安装点时，针对每组中继节点安装点，计算作为中继节点安装点和所述基站之间跳数平均值的平均跳数；和

第九步骤，根据所述平均跳数，从多组中继节点安装点中选出一组中继节点安装点。

10.一种中继节点安装点选择装置，用于从预定的中继节点安装点候选者中选择用来在无线多跳网络中的基站和孤立节点之间形成路由的中继节点安装点，所述装置包括：

输入部分，用于接收由所述基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果和每个所述中继节点安装点候选者可直连到的节点的检测结果；和

选择处理部分，当从所述节点到节点的可连接性诊断结果判断出存在孤立节点时，根据作为第一个过程的所述可直连节点的所述检测结果选择可连接到所述基站和可直连到孤立节点的中继节点安装点候选者作为中继节点安装点。

11.根据权利要求10所述的装置，其中当判断出所述第一个过程的结果仍有不能连接到所述基站的孤立节点时，所述选择处理部分根据所述可直接连接的节点的所述检测结果，从不能连接到所述基站的中继节点安装点候选者中选择可直连到其余孤立节点并且可直接连接到已经能连接到所述基站的孤立节点的中继节点安装点候选者作为中继节点安装点，该过程作为第二过程。

12.根据权利要求11所述的装置，其中即使在所述第二过程后，当判断仍有不可连接到所述基站的孤立节点时，所述选择处理部分进一步重复所述第二过程。

13.根据权利要求10所述的装置，所述装置还包括重复数量计算部分，用于根据所述可直连节点的所述检测结果计算表示孤立节点可直接连接到的中继节点安装点候选者的数量的重复数量，其中所述选择处理部分优先选择可直连到孤立节点的中继节点安装点候选者作为中继节点安装点，所述中继节点安装点候选者的重复数量小并且可直连到已经变为可连接到所述基站的其它孤立节点。

14.根据权利要求11所述的装置，所述装置还包括重复数量计算部分，用于根据所述可直连节点的所述检测结果计算表示孤立节点可直接连接到的中继节点安装点候选者的数量的重复数量，其中所述选择处理部分优先选择可直连到孤立节点的中继节点安装点候选者作为中继节点安装点，所述中继节点安装点候选者的重复数量小并且可直连到已经变为可连接到所述基站的其它孤立节点。

15.根据权利要求10所述的装置，所述装置还包括重复计算部分，用于根据所述可直接连接的节点的所述检测结果，针对每组中继节点安装点计算表示已经变为可连接到所述基站的孤立节点可直接连接到的中继节点安装点的数量的重复数量，其中当在所述第一过程中获得多组中继节点安装点时，所述选择处理部分根据所述重复数量从所述多组中继节点安装点中选出一组中继节点安装点。

16.根据权利要求11所述的装置，所述装置还包括重复计算部分，用于根据所述可直接连接的节点的所述检测结果，针对每组中继节点安装点计算表示已经变为可连接到所述基站的孤立节点可直接连接到的中继节点安装点的数量的重复数量，其中当在所述第二过程中获得多组中继节点安装点时，所述选择处理部分根据所述重复数量从所述多组中继节点安装点中选出一组中继节点安装点。

17.根据权利要求10所述的装置，所述装置还包括平均跳数计算部分，用于针对多组中继节点安装点中的每一组计算作为其中包括的每个中继节点安装点和所述基站之间跳数的平均值的平均跳数，其中当通过所述选择处理部分在所述第一过程中获得多组中继节点安装点时，所述选择处理部分根据所述平均跳数从所述多组中继节点安装点中选择一组中继节点安装点。

18.根据权利要求11所述的装置，所述装置还包括平均跳数计算部分，用于针对多组中继节点安装点中的每一组计算作为其中包括的每个中继节点安装点和所述基站之间跳数的平均值的平均跳数，其中当通过所述选择处理部分在所述第二过程中获得多组中继节点安装点时，所述选择处理部分根据所述平均跳数从所述多组中继节点安装点中选择一组中继节点安装点。

19.一种无线多跳网络中的基站，所述无线多跳网络具有所述基站和多个节点，其中多个节点中的一部分通过其它节点连接到基站，所述基站包括：

节点到节点的可连接性诊断部分，用于诊断所述多个节点之间的直接可连接性以及每个所述节点和基站之间的直接可连接性，并输出节点到节点的可连接性诊断结果；

输入部分，用于接收由中继节点安装点候选者能够直接连接到的节点的检测结果，作为所述直接可连接节点的检测结果；和

选择处理部分，用于当判断出作为节点到节点的可连接性诊断结果存在孤立节点时，根据所述可直接连接节点的所述检测结果选择可连接到所述基站并且可直接连接到孤立节点的中继节点安装点候选者作为中继节点安装，该过程作为第一过程。

20.根据权利要求19所述的基站，其中当判断所述第一过程的结果为仍有不能连接到所述基站的孤立节点时，选择处理部分根据所述可直接连接的节点的所述检测结果，从不可连接到所述基站的中继节点安装点候选者中选择可直连到剩余孤立节点并且可直连到已经能连接到所述基站的孤立节点的中继节点安装点候选者作为中继节点安装点，该过程作为第二过程。

21.一种记录程序产品的记录介质，所述程序产品使计算机执行用于从预定的中继节点安装点候选者中选择用于在无线多跳网络中的基站和孤立节点之间形成路由的中继节点安装点的过程，所述程序包括步骤：

第一步骤，接收由所述基站所做的节点到节点的可连接性诊断结果；

第二步骤，对于每个所述的中继节点安装点候选者，接收每个中继节点安装点候选者能够直接连接到的节点的检测结果；和

第三步骤，当从所述节点到节点可连接性的诊断结果判断存在孤立节点时，根据所述检测结果选择可连接到所述基站并且可直接连接到孤立节点的中继节点安装点侯选者作为所述中继节点的安装点。

22.根据权利要求21所述的记录介质，所述程序还包括第四步骤，当所述第三步骤结束后仍有不能连接到所述基站的孤立节点时，根据所述检测结果，从不能连接到所述基站的中继节点安装点候选者中选择能够直接连接到剩余孤立节点和作为所述第三步骤的结果的已经能够连接到所述基站的孤立节点的中继节点安装点作为中继节点安装点。

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