TWI426811B - 行動隨意網路系統與路由建立方法 - Google Patents

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TWI426811B
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Description

行動隨意網路系統與路由建立方法
本發明是有關於一種行動隨意網路系統，且特別是有關於一種可變動性資源配置最佳化的行動隨意網路系統與路由建立方法。
在目前的網路發展中，行動隨意網路(Mobile Ad Hoc Network，MANET)系統是一種不需要事先建置基礎環境的無線網路通信系統。在行動隨意網路系統中，沒有一個中心管理機制，各節點互相合作共同分享有限的頻寬，每一個節點既是一個主機也是一個路由器。任何節點皆可對其他節點收取或發送，所有節點都具備移動特性，可支援在同一區域內包含大量節點的(非廣播式)傳輸。在合作的路由協定下以可多重跳躍(multihop)的方式將資料傳送到接收方。
而此種網路系統所面臨到的挑戰即是所有節點都在移動，變化難以預期。因此，需要動態來建立路徑，以及動態隨選量表(Ad Hoc On-Demand Distance Vector，AODV)技術的問題。然而，AODV僅能夠建立一條可以通訊的路徑，卻沒有將網路中各種變動資源(例如電量、負載、可使用頻寬)列入考量。目前IETF(Internet Engineering Task Force) MANET Group已將AODV列為此種網路中單播(unicast)的標準，其需要定期維護路由路徑，但其受限於環境的變動不能太大下才能有效運作。若所有節點都在移動，則此方式反而浪費資源。另外，在其他包含資源分配概念的通訊技術(如，通用封包無線服務技術(General Packet Radio Service，GPRS))中，都是以固定骨幹網路，預先建置資源地圖以中央控制的方式執行。
本發明提供一種行動隨意網路系統的路由建立方法，可有效配置網路資源，依據系統需求來決定配置何種資源，達到整體網路耗電量最低、負載耗費最低等不同目的。
本發明提供一種行動隨意網路系統，其不需要預先建立整體網路資源地圖，不需要中央控管。
本發明提出一種行動隨意網路系統的路由建立方法，其中行動隨意網路系統包括多個節點，這些節點包括一指定群播群組的起始節點。首先，由起始節點廣播請求封包，並且經由其他節點分別轉送請求封包，其中每一節點的路由表分別記錄每一節點的節點資源，而請求封包包括請求封包資源。每一節點會根據其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一節點的節點資源來判斷每一節點的父節點，以建立這些節點之間的傳輸路徑。此外，依據每一節點的一群組資料表，藉由屬於指定群播群組的節點來篩選不需要的傳輸路徑。
在本發明之一實施例中，上述節點資源包括資源權值、資源耗費量權值、外部權值、封包傳輸能量以及封包轉發能量。資源權值代表節點的剩餘資源，資源耗費量權值代表每一節點在接收請求封包時所耗費的資源，外部權值是進行一評估演算法而獲得。而請求封包資源包括傳送請求封包的來源節點的外部權值以及可用剩餘資源量。可用剩餘資源量是由來源節點的資源權值減去資源耗費量權值所獲得。
在本發明之一實施例中，上述判斷每一節點的父節點的步驟，包括：當這些節點其中一目的節點接收到請求封包時，目的節點會檢查其路由表是否有節點資源。若目的節點的路由表沒有節點資源，建立節點資源。依據評估演算法，計算外部評估權值，以比較外部評估權值與外部權值。若外部評估權值大於外部權值，以外部評估權值取代外部權值，而將外部評估權值寫入目的節點的路由表的對應欄位中，並且，將目的節點的父節點設為請求封包的來源節點。
在本發明之一實施例中，上述評估演算法為：
Q=min{MU ,(TU -XUV ),TV }。
其中，Q代表外部評估權值，MU 代表請求封包的來源節點U的外部權值，TU 代表請求封包的可用剩餘資源量，XUV 代表來源節點U傳送請求封包至目的節點V的傳輸資源耗費量權值，TU 代表目的節點的可用剩餘資源量。
在本發明之一實施例中，上述藉由屬於指定群播群組的節點來篩選不需要的傳輸路徑的步驟，由除了起始節點以外的每一節點檢視其各自的群播資料表，以判斷節點是否屬於指定群播群組。由屬於指定群播群組的節點分別傳送回應封包至其各自的父節點，藉以依據回應封包的回應封包資源與節點資源，決定每一節點的封包轉發能量。上述回應封包資源包括傳送回應封包的來源節點的父節點以及封包傳輸能量。若不屬於指定群播群組的節點接收到屬於指定群播群組的節點所傳送的回應封包，則不屬於指定群播群組的節點會傳送另一回應封包至其父節點。
在本發明之一實施例中，上述行動隨意網路系統的路由建立方法中，接收到回應封包的節點檢視回應封包內的封包傳輸能量，並與其自身的路由表內的封包轉發能量進行比較。若封包傳輸能量大於封包轉發能量，則以封包傳輸能量取代封包轉發能量，而填入至路由表的對應欄位中。
在本發明之一實施例中，上述在除了起始節點以外的每一節點檢視其各自的群播資料表的步驟之後，屬於指定群播群組的節點會將其各自路由表中的成員旗標設定為啟用。
在本發明之一實施例中，上述行動隨意網路系統的路由建立方法中，除了起始節點以外的每一節點在接收到回應封包時，檢視其自身的路由表中的成員旗標。若成員旗標為非啟用，則將成員旗標設定為啟用，並且建立另一回應封包傳送至其父節點。
本發明提出一種行動隨意網路系統，包括多個節點。這些節點各自包括一個路由表。而這些節點中包括一個起始節點以及多個通訊節點。起始節點屬於指定群播群組，用來廣播請求封包。請求封包包括請求封包資源。上述通訊節點則用來分別轉送請求封包。其中，每一通訊節點根據其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一通訊節點的路由表的節點資源來判斷這些通訊節點各自的父節點，以建立這些通訊節點與起始節點之間的傳輸路徑。並且，依據每一通訊節點的一群組資料表，藉由屬於指定群播群組的通訊節點來篩選不需要的傳輸路徑。
基於上述，本發明將可變資源配置作為路由選徑的運算評估依據，可有效配置網路資源，依據系統需求來決定配置何種資源，進而達到整體網路耗電量最低、負載耗費最低等不同目的。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明一實施例所繪示的行動隨意網路系統的路由建立方法的流程圖。在本實施例中，行動隨意網路系統中包括多個節點，這些節點包括一指定群播群組的起始節點，以由起始節點開始來執行路由建立方法。請參照圖1，在步驟S105中，由起始節點開始往外廣播一請求封包，並且經由其他節點分別轉送請求封包。
在此，行動隨意網路系統中的每一個節點的路由表皆記錄了每一個節點的節點資源。節點資源包括資源權值、資源耗費量權值、外部權值、封包傳輸能量以及封包轉發能量。資源權值代表節點的剩餘資源，資源耗費量權值代表節點在接收請求封包時所耗費的資源，外部權值是進行一評估演算法而獲得。以下舉一實施例來說明路由表的格式。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的路由表格式的示意圖。路由表中包括起始節點欄位、會議欄位、資源權值欄位、外部權值欄位、父節點欄位、傳輸能量欄位、轉發能量欄位以及成員旗標欄位。
起始節點欄位用以記錄此節點所屬的群播群組的起始節點的位址，會議欄位用以記錄群播的會議(Session)序號，資源權值欄值用以記錄資源權值，外部權值欄位用以記錄外部權值(在此，外部權值是依據一評估演算法而獲得)，父節點欄位用以記錄此節點的父節點的位址，傳輸能量欄位用以記錄此節點的父節點傳輸封包至此一節點時所需的封包傳輸能量，轉發能量欄位用以記錄此一節點傳輸至下一節點的封包轉發能量。成員旗標欄位用以記錄成員旗標。
由起始節點開始對外以固定能量來廣播一請求封包至其所能傳達的節點，而接收到請求封包的節點再轉發此請求封包至其他節點，藉以建立行動隨意網路系統內所有的傳輸路徑。以下舉一實施例來說明請求封包的格式。
圖3是依照本發明一實施例所繪示的請求封包格式的示意圖。請求封包包括目的位址欄位、來源位址欄位、群播源頭欄位、會議欄位、外部權值欄位以及可用剩餘資源欄位。
目的位址欄位用以記錄欲廣播的節點的位址，來源位址欄位用以記錄傳送此請求封包的節點(來源節點)的位址，群播源頭欄位用以記錄群播群組的起始節點的位址，會議欄位用以記錄群播的會議序號，外部權值欄位用以記錄請求封包的來源節點的位址，可用剩餘資源欄位用以記錄請求封包的來源節點的可用剩餘資源量(由來源節點的資源權值減去資源耗費量權值所獲得)。
接著，在步驟S110中，每一節點會根據其所接收的請求封包所記錄的請求封包資源以及其各自的節點資源來判斷自己的父節點，藉以建立這些節點之間的傳輸路徑。
舉例來說，圖4是依照本發明一實施例所繪示的建立網路拓撲(Network topology)的方法流程圖。請參照圖4，在步驟S405中，接收到請求封包的節點會檢查路由表中是否有節點資源。
倘若路由表中沒有記錄節點資源，則如步驟S410所示，建立節點資源。例如，接收到請求封包的節點會設定外部權值的初始值為0，並且擷取當時節點瞬間的可用資源來做為資源權值，再將路由表中的成員旗標設定為非啟用。之後，執行步驟S415。而倘若路由表中已記錄節點資源，則執行步驟S415。
在步驟S415中，接收到請求封包的節點會依據評估演算法來計算外部評估權值，藉以比較外部評估權值與外部權值。在本實施例中，評估演算法如下：
Q=min{MU ,(TU -XUV ),TV }。
其中，Q代表外部評估權值，MU 代表請求封包的來源節點U的外部權值，TU 代表請求封包的可用剩餘資源量(由來源節點的資源權值減去資源耗費量權值所獲得)，XUV 代表來源節點U傳送請求封包至目的節點V的傳輸資源耗費量權值，TU 代表目的節點V的可用剩餘資源量。
倘若外部評估權值大於路由表中的外部權值，則如步驟S420所示，以外部評估權值取代外部權值，而將外部評估權值寫入目的節點的路由表的對應欄位中，並且，將目的節點的父節點設為請求封包的來源節點。另一方面，倘若外部評估權值小於或等於路由表中的外部權值，則如步驟S425所示，捨棄此請求封包。
每一個接收到請求封包的節點在執行完上述步驟S405~步驟S425之後，再建立一新的請求封包，在此新的請求封包中的來源位址欄位填入此一節點本身的位址，並以固定能量往外廣播。而接收到此請求封包的節點同樣亦會執行上述步驟S405~步驟S425。以此類推，直至網路拓撲建立完成。
之後，在步驟S115中，依據各節點的群組資料表，藉由屬於指定群播群組的節點來篩選不需要的傳輸路徑。在此，節點在接收到請求指令並執行轉發後，當其滿足一特定條件即會進入步驟S115。例如，節點在接收到請求指令之後經過一段時間(可利用定時器來實作)後，即執行步驟S115。
具體而言，除起始節點以外的每一節點檢視其各自的群播資料表，以判斷節點是否屬於指定群播群組。由屬於指定群播群組的節點將其各自路由表中的成員旗標設定為啟用。並且，由屬於指定群播群組的節點分別傳送一回應封包至其各自的父節點，藉以依據回應封包的回應封包資源與各節點的節點資源，決定各節點的封包轉發能量。上述回應封包資源包括傳送回應封包的來源節點的父節點以及封包傳輸能量。倘若不屬於指定群播群組的節點接收到屬於指定群播群組的節點其中之一所傳送的回應封包，則傳送另一回應封包至其父節點。
圖5是依照本發明一實施例所繪示的回應封包格式的示意圖。回應封包包括目的位址欄位、來源位址欄位、群播源頭欄位、會議欄位以及發送能量欄位。
目的位址欄位用以記錄發送此回應封包的來源節點的父節點的位址，來源位址欄位用以記錄傳送此回應封包的來源節點的節點，群播源頭欄位用以記錄群播群組的起始節點的位址，會議欄位用以記錄群播的會議序號，發送能量欄位用以記錄傳送此回應封包的來源節點的路由表內所記錄的封包傳輸能量。
也就是說，屬於指定群播群組的節點傳送回應封包至其父節點，用以通知其父節點兩者之間的傳輸路徑是有效的，以及自身的封包傳輸能量。而不屬於指定群播群組的節點則只會在接收到回應封包時，再傳送回應封包至其父節點。據此，可有效地刪除非指定群播群組的節點，而僅保留用來在指定群播群組的節點之間進行轉送的非指定群播群組的節點。當非指定群播群組的節點接收到回應封包，表示此一節點是用來進行封包轉送的節點。
另外，接收到回應封包的節點會檢視回應封包內的封包傳輸能量，並與其自身的路由表內的封包轉發能量進行比較。若封包傳輸能量大於封包轉發能量，則以封包傳輸能量取代封包轉發能量，而填入至路由表的對應欄位中。據此，此回應封包的目的節點方會使用足夠的能量與此回應封包的來源節點進行封包的傳輸。
此外，除起始節點以外的每一個節點在接收到回應封包時，會檢視其自身的路由表中的成員旗標。若成員旗標為非啟用，則將成員旗標設定為啟用，並且建立另一回應封包傳送至其父節點。
圖6A、圖6B及圖6C是依照本發明一實施例所繪示的建立路由的示意圖。在本實施例中，節點601~節點607屬於指定群播群組，其以黑色圓點代表。另外，其餘非指定群播群組的節點則以白色圓點代表。
依據上述步驟S105及步驟S110，即可獲得如圖6A所示的網路拓撲，其中，節點601為初始節點。之後，如圖6B所示，依據步驟S115可篩選不需要的節點。在此，非指定群播群組的節點僅保留節點611與節點612，而節點602~節點607、節點611以及節點612分別以一虛線箭頭指向其父節點(初始節點601沒有父節點)。另外，在圖6C中，以虛線圓形621~虛線圓形625分別代表節點601、節點612、節點602、節點605以及節點611的封包轉發能量的範圍。
圖7A~圖7F是依照本發明一實施例所繪示的建立網路拓撲的示意圖。在以下實施例中，以Bi 代表節點i的資源權值，以Ri 代表節點i的資源耗費量權值，以Mi 代表節點i的外部權值，以Ti 代表節點i的可用剩餘資源量，以XUV 代表節點V依照其所接收的請求封包(由節點U所發送)所計算而得的傳輸資源耗費量的可用剩餘資源量。
在圖7A中，行動隨意網路系統包括節點1~節點5，而節點1為起始節點。其中，節點1其B1 =85、R1 =2、M1 =83(B1 -R1 )。節點2其B2 =83、R2 =2、M2 =0。節點3其B3 =85、R3 =1、M3 =0。節點4其B4 =80、R4 =1、M4 =0。節點5其B5 =80、R5 =1、M5 =0。
在圖7B中，由節點1廣播請求封包至節點2至節點3。其中，RREQ12 代表傳送至節點2的請求封包，RREQ13 代表傳送至節點3的請求封包。請求封包RREQ12 其M1 =83、T1 =83(B1 -R1 )、X12 =10。請求封包RREQ13 其M1 =83、T1 =83(B1 -R1 )、X13 =20。其中X12 及X13 分別是由所接收到的請求封包的強度推估而得。
節點2在接收到請求封包RREQ12 時，其會依據上述評估演算法計算出一外部評估權值，即min{M1 =83,(T1 -X12 )=73,T2 =83}=73。由於外部評估權值73大於節點2的外部權值0(初始值)，因此以73取代0而做為節點2的外部權值，也就是M2 =73。並且，將節點2的父節點設為節點1。
同樣地，節點3在接收到請求封包RREQ13 時，亦依據上述評估演算法計算出一外部評估權值，即min{M1 =83,(T1 -X13 )=63,T3 =84}=63(Q>M3 )。因此，節點3的外部權值M3 =63。並且，將節點3的父節點設為節點1。
請參照圖7C，在此，以虛線箭號分別指向節點2及節點3的父節點(節點1)。在圖7C中，由節點3來轉送請求封包，其中，RREQ32 代表傳送至節點2的請求封包，RREQ35 代表傳送至節點5的請求封包。請求封包RREQ32 其M3 =63、T3 =84(B3 -R3 )、X32 =15。請求封包RREQ35 其M3 =63、T3 =84、X35 =10。節點2在接收到請求封包RREQ32 時，其會依據上述評估演算法計算出一外部評估權值，即min{M3 =63,(T3 -X32 )=69,T2 =83}=63。由於外部評估權值63沒有大於節點2的外部權值73，因此捨棄請求封包RREQ32 。同理，節點5依據評估演算法而獲得外部權值M5 =63，並且，將節點5的父節點設為節點3。
請參照圖7D，在此，以虛線箭號指向節點5的父節點(節點3)。在圖7D中，由節點2來轉送請求封包，其中，RREQ24 代表傳送至節點4的請求封包，RREQ23 代表傳送至節點3的請求封包。請求封包RREQ24 其M2 =73、T2 =83(B2 -R2 )、X24 =12。請求封包RREQ23 其M2 =73、T2 =83、X23 =15。節點4在接收到請求封包RREQ24 時，其會依據上述評估演算法而獲得外部權值M4 =71，並且，將節點4的父節點設為節點2的位址。
另外，節點3在接收到請求封包RREQ23 所獲得的外部評估權值為68(min{M2 =73,(T2 -X23 )=68,T3 =84})，其大於記錄於節點3的路由表中的M3 (=63)，因此以68來取代63，而填入節點3的路由表中。並且，將節點3的父節點更改為節點2。
請參照圖7E，在此，以虛線箭號指向節點3的父節點(節點2)。在圖7E中，由於節點3更改了其父節點，因此由節點3重新轉送請求封包。其中，RREQ32 ’代表傳送至節點2的請求封包，RREQ35 ’代表傳送至節點5的請求封包。請求封包RREQ32 ’其M3 =68、T3 =83、X32 =15。請求封包RREQ35 ’其M3 =68、T3 =82、X35 =10。節點2在接收到請求封包RREQ32 時，其會依據上述評估演算法計算出一外部評估權值，即min{M3 =68,(T3 -X32 )=68,T2 =83}=68。由於外部評估權值68沒有大於節點2的外部權值73，因此捨棄請求封包RREQ32 ’。同理，節點5依據評估演算法而獲得外部權值M5 =68。最後，節點1~5之間的傳輸路徑則如圖7F所示，其中虛線箭號是指向父節點處。
值得注意的是，當滿足一特定條件之後，接收到請求封包的節點便會再繼續其他程序。例如，在經過一段時間之後，節點會分別傳送一回應封包至其父節點。以下再舉一實施例來說明。
圖8A、圖8B是依照本發明一實施例所繪示的篩選傳輸路徑的示意圖。承接上述圖7A~圖7F，在本實施例中，假設節點1、節點2、節點4及節點5屬於一指定群播群組，而節點3並未加入此一群播群組。在以下實施例中，以Wi 代表節點i的封包傳輸能量，以Fi 代表節點i的封包轉發能量，以Gi 代表節點i的成員旗標(Gi =1代表啟用，Gi =0代表未啟用)。
請同時參照圖7F、圖8A及圖8B，在圖7F中，節點1其W1 =0、F1 =0、G1 =1。節點2其W2 =10、F2 =0、G2 =1。節點3其W3 =15、F3 =0、G3 =0。節點4其W4 =12、F4 =0、G4 =0。節點5其W5 =10、F5 =0、G5 =1。
在圖8A中，由屬於指定群播群組的節點來傳送一回應封包給其父節點。其中，RPLY12 代表節點2傳送至節點1的回應封包，RPLY42 代表節點4傳送至節點2的回應封包，RPLY53 代表節點5傳送至節點3的回應封包。
回應封包RPLY12 是用以通知節點1「節點2的W2 =10」，當節點1接收到回應封包RPLY12 時，便將10填入至F1 對應的轉發能量欄位，此時，節點1的F1 =10。也就是說，節點1以封包轉發能量F1 =10才能夠將封包傳送至節點2。
回應封包RPLY42 是用以通知節點2「節點4的W4 =12」，當節點2接收到回應封包RPLY42 時，便將12填入至F2 對應的轉發能量欄位，此時，節點2的F2 =12。
回應封包RPLY53 是用以通知節點3「節點5的W5 =10」，當節點3接收到回應封包RPLY53 時，便將10填入至F3 對應的轉發能量欄位，此時，節點3的F3 =10。
接著，如圖8B所示，節點3雖然不是指定群播群組內的節點，然而，節點3收到了節點5所傳送的回應封包RPLY53 ，代表節點3為節點5的父節點，其是用來在此指定群播群組中擔任轉發的角色。據此，節點3亦會發送一回應封包RPLY32 至其父節點(節點2)。
回應封包RPLY32 是用以通知節點2「節點3的W3 =15」，當節點2接收到RPLY32 時，其會去比對節點2中的F2 。在此，RPLY32 的W3 (=15)大於節點2中的F2 (=12)，因此將節點2的F2 更新為15。這是因為，節點2倘若只將封包傳送至節點4所需的能量為10即可，然而，節點2亦會將封包傳送至節點3，而傳送至節點3所需的能量為15，因此便要更新節點2的封包轉發能量。
在上述傳送回應封包之後，當滿足一特定條件(例如經過一段時間)時，即可開始進行封包的群播。
具體而言，由起始節點開始傳送群播封包。當其他節點接收收到群播封包時，節點需檢視其路由表，尋找是否有記錄節點資源。若無，則捨棄此群播封包。若有，但此節點尚未進入封包群播的步驟時，則將此群播封包暫時保存，俟進入封包群播後再執行後續步驟，判斷成員旗標設定為啟用或非啟用。若成員旗標為非啟用，則捨棄此群播封包。若成員旗標設定為啟用，則將此群播封包以路由表的封包轉發能量來進行發送。
綜上所述，本發明至少具有下列優點：
1.　將可變資源配置作為路由選徑的運算評估依據。
2.　分散式架構，不需要預先建立整體網路資源地圖，不需要中央控管。
3.　可有效配置網路資源，依據系統需求來決定配置何種資源，達到整體網路耗電量最低、負載耗費最低等不同目的。
4.　不須仰賴事先收集路由資訊。
5.　每個節點只知道其來源節點和鄰居的存在，因此較容易擴充網路規模。
6.　隨選(On-demand)建立路由，以及新的路由表設計，使其適合高移動性網路。
7.　節點的移動或是部份封包發生碰撞仍然可以建立這些節點之間的傳輸路徑。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S105~S115‧‧‧本發明一實施例的行動隨意網路系統的路由建立方法各步驟
S405~S425‧‧‧本發明一實施例的建立網路拓撲的方法各步驟
601~607、611、612‧‧‧節點
圖1是依照本發明一實施例所繪示的行動隨意網路系統的路由建立方法的流程圖。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的路由表格式的示意圖。
圖3是依照本發明一實施例所繪示的請求封包格式的示意圖。
圖4是依照本發明一實施例所繪示的建立網路拓撲的方法流程圖。
圖5是依照本發明一實施例所繪示的回應封包格式的示意圖。
圖6A、圖6B及圖6C是依照本發明一實施例所繪示的建立路由的示意圖。
圖7A~圖7F是依照本發明一實施例所繪示的建立網路拓撲的示意圖。
圖8A、圖8B是依照本發明一實施例所繪示的篩選傳輸路徑的示意圖。
S105~S115．．．本發明一實施例的行動隨意網路系統的路由建立方法各步驟

Claims (13)

  1. 一種行動隨意網路系統的路由建立方法，其中該行動隨意網路系統包括多個節點，該些節點包括一指定群播群組的一起始節點，該路由建立方法包括：由該起始節點以一固定能量來廣播一請求封包，並且經由其他節點分別轉送該請求封包，其中每一節點的路由表分別記錄每一節點的節點資源，而該請求封包包括一請求封包資源；每一節點根據其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一節點的節點資源來判斷每一節點的一父節點，以建立該些節點之間的傳輸路徑；以及依據每一節點的一群組資料表，藉由屬於該指定群播群組的節點來篩選不需要的傳輸路徑；其中，該節點資源包括一資源權值、一資源耗費量權值、一外部權值、一封包傳輸能量以及一封包轉發能量，該資源權值代表一剩餘資源，該資源耗費量權值代表每一節點在接收該請求封包時所耗費的資源，該外部權值是進行一評估演算法而獲得；其中，該請求封包資源包括傳送該請求封包的該些節點之一來源節點的該外部權值以及一可用剩餘資源量，其中該可用剩餘資源量是由該來源節點的該資源權值減去該資源耗費量權值所獲得。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之行動隨意網路系統的路由建立方法，其中判斷每一節點的該父節點的步驟， 包括：當該些節點其中一目的節點接收到該請求封包時，該目的節點檢查其路由表是否有該節點資源；若該目的節點的路由表沒有該節點資源，建立該節點資源；依據該評估演算法，計算一外部評估權值，以比較該外部評估權值與該外部權值；以及若該外部評估權值大於該外部權值，以該外部評估權值取代該外部權值，而將該外部評估權值寫入該目的節點的路由表的對應欄位中，並且，將該目的節點的父節點設為該請求封包的來源節點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之行動隨意網路系統的路由建立方法，其中建立該節點資源的步驟，包括：設定該外部權值的初始值為0；設定該資源權值；以及設定該成員旗標為非啟用。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之行動隨意網路系統的路由建立方法，其中該評估演算法為：Q=min{MU ,(TU -XUV ),TV }；其中，Q代表該外部評估權值，MU 代表該請求封包的來源節點U的該外部權值，TU 代表該請求封包的該可用剩餘資源量，XUV 代表該來源節點U傳送該請求封包至該目的節點V的傳輸資源耗費量權值，TU 代表該目的節點的該可用剩餘資源量。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之行動隨意網路系統的路由建立方法，其中藉由屬於該指定群播群組的節點來篩選不需要的傳輸路徑的步驟，包括：除該起始節點以外的每一節點檢視其各自的群播資料表，以判斷該些節點是否屬於該指定群播群組；由屬於該指定群播群組的節點分別傳送一回應封包至其各自的父節點，藉以依據該回應封包的一回應封包資源與每一節點的節點資源，決定每一節點的封包轉發能量，其中該回應封包資源包括傳送該回應封包的來源節點的該父節點以及該封包傳輸能量；若不屬於該指定群播群組的節點接收到屬於該指定群播群組的節點其中之一所傳送的回應封包，則不屬於該指定群播群組的節點傳送另一回應封包至其父節點。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之行動隨意網路系統的路由建立方法，更包括：接收到該回應封包的節點檢視該回應封包內的該封包傳輸能量，並與其自身的路由表內的該封包轉發能量進行比較；以及若該封包傳輸能量大於該封包轉發能量，則以該封包傳輸能量取代該封包轉發能量，而填入至該路由表的對應欄位中。
  7. 如申請專利範圍第5所述之行動隨意網路系統的路由建立方法，其中在除該起始節點以外的每一節點檢視其各自的群播資料表的步驟之後，更包括： 屬於該指定群播群組的節點將其各自路由表中的成員旗標設定為啟用。
  8. 如申請專利範圍第5所述之行動隨意網路系統的路由建立方法，更包括：除該起始節點以外的每一節點在接收到該回應封包時，檢視其自身的路由表中的該成員旗標；以及若該成員旗標為非啟用，則將該成員旗標設定為啟用，並且建立另一回應封包傳送至其父節點。
  9. 一種行動隨意網路系統，包括：多個節點，其中每一節點包括一路由表，該些節點包括：一起始節點，其屬於一指定群播群組，以一固定能量廣播一請求封包，其中該請求封包包括一請求封包資源；以及多個通訊節點，分別轉送該請求封包；其中，每一通訊節點根據其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一通訊節點的路由表的節點資源來判斷該些通訊節點各自的一父節點，以建立該些通訊節點與該起始節點之間的傳輸路徑；並且，依據每一通訊節點的一群組資料表，藉由屬於該指定群播群組的通訊節點來篩選不需要的傳輸路徑；其中，該節點資源包括一資源權值、一資源耗費量權值、一外部權值、一封包傳輸能量以及一封包轉發能量，該資源權值代表一剩餘資源，該資源耗費量權值代表每一 節點在接收該請求封包時所耗費的資源，該外部權值是進行一評估演算法而獲得；其中，該請求封包資源包括傳送該請求封包的該些節點之一來源節點的該外部權值以及一可用剩餘資源量，其中該可用剩餘資源量是由該來源節點的該資源權值減去該資源耗費量權值所獲得。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之行動隨意網路系統，其中每一些通訊節點在接收到該請求封包時，檢查自身的該路由表是否有該節點資源，若該路由表沒有該節點資源，建立該節點資源；並且依據該評估演算法，計算一外部評估權值，以比較該外部評估權值與該外部權值，若該外部評估權值大於該外部權值，以該外部評估權值取代該外部權值，而將該外部評估權值寫入該路由表的對應欄位中，並且，將自身的該父節點設為該請求封包的來源節點。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之行動隨意網路系統，其中該評估演算法為：Q=min{MU ,(TU -XUV ),TV }；其中，Q代表該外部評估權值，MU 代表該請求封包的來源節點U的該外部權值，TU 代表該請求封包的該可用剩餘資源量，XUV 代表該來源節點U傳送該請求封包至該目的節點V的傳輸資源耗費量權值，TU 代表該目的節點的該可用剩餘資源量。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之行動隨意網路系 統，其中每一該些通訊節點更包括檢視其各自的群播資料表，以判斷該些通訊節點是否屬於該指定群播群組；由屬於該指定群播群組的通訊節點分別傳送一回應封包至其各自的父節點，藉以依據該回應封包的一回應封包資源與每一通訊節點的節點資源，決定每一通訊節點的封包轉發能量，其中該回應封包資源包括傳送該回應封包的來源節點的該父節點以及該封包傳輸能量；若不屬於該指定群播群組的通訊節點接收到屬於該指定群播群組的通訊節點其中之一所傳送的回應封包，則不屬於該指定群播群組的通訊節點傳送另一回應封包至其父節點。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之行動隨意網路系統，其中接收到該回應封包的通訊節點檢視該回應封包內的該封包傳輸能量，並與其自身的路由表內的該封包轉發能量進行比較；若該封包傳輸能量大於該封包轉發能量，則以該封包傳輸能量取代該封包轉發能量，而填入至該路由表的對應欄位中。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9083541B1 (en) * 2010-07-29 2015-07-14 Crimson Corporation Retransmitting lost packets for multicast data distribution
KR20140060095A (ko) 2012-11-09 2014-05-19 삼성전자주식회사 무선통신 시스템에서 라우팅 경로 설정 방법 및 장치
TWI513232B (zh) * 2013-06-14 2015-12-11 Univ Nat Cheng Kung 無線隨意網路之建立方法及合作式頻寬分享方法
US10523053B2 (en) 2014-05-23 2019-12-31 Adidas Ag Sport ball inductive charging methods and systems
KR101682350B1 (ko) * 2016-04-07 2016-12-05 주식회사 삼진엘앤디 엘이디 조명 시스템 및 그 제어 방법
KR101761648B1 (ko) * 2016-04-27 2017-07-26 주식회사 삼진엘앤디 무선 메시 네트워크의 동적 브리지 노드 형성 방법
CN106714263B (zh) * 2016-12-01 2020-03-17 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 无线传感网络aodv路由协议实现系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6628620B1 (en) * 2002-04-29 2003-09-30 Harris Corporation Hierarchical modile ad-hoc network and methods for route error recovery therein

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7266085B2 (en) * 2001-03-21 2007-09-04 Stine John A Access and routing protocol for ad hoc network using synchronous collision resolution and node state dissemination
US7299038B2 (en) * 2003-04-30 2007-11-20 Harris Corporation Predictive routing including the use of fuzzy logic in a mobile ad hoc network
US7525933B1 (en) * 2005-11-30 2009-04-28 At&T Intellectual Property Ii, L.P. System and method for mobile ad hoc network

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6628620B1 (en) * 2002-04-29 2003-09-30 Harris Corporation Hierarchical modile ad-hoc network and methods for route error recovery therein

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