[发明专利]自组织网络中基于最少信道切换的多信道路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别用于自组织网络中基于最少信道切换的多信道用户寻找路由的实现方案，属于通信技术领域。

背景技术

Ad Hoc网络是一种特殊的无线移动通信网络，它是由无线移动节点组成，其网络拓扑具有任意性和临时性。自组织网络的主要特点有：独立组网，无需依赖于任何预先假设的网络设施，网络节点可以快速、自动地组成一个独立的网络；无中心自组织，所有的节点地位平等，任何节点的意外情况不会影响整个网络的存在与运行，各节点根据约定的准则调节自己的行为；多跳路由，当节点需要同覆盖范围之外的节点进行通信时，就需要借助其他节点的转接来完成；动态拓扑，这是由网络中的节点可以随时移动，以及可以随时加入或离开网络所决定的；安全性差，由于每个节点可以作为终端或转接节点，因此更加容易收到入侵或窃听等恶意破坏行为。在有线网络无法使用时，使用Ad Hoc网络快速组建起的自组织网能提供通信和信息的接入，从而保证了该环境下的通信。Ad Hoc网络广泛地应用于军事通信、应急通信等领域。

Ad Hoc网络的路由方式与传统的移动通信系统和无线局域网的路由方式都有所不同。传统的移动通信系统中有基站负责终端之间的转接，无线局域网是一个单跳的网络，而Ad Hoc是一个无线自组织的多跳网络，网络中的每个终端是对等的。Ad Hoc网络中的每个终端除了可以作为发送或接收终端，运行面向用户的应用程序外，还可以作为路由器使用，运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表参与分组转发工作和路由维护工作。而且由于无线节点随时都可能运动，移动速度和方向也是未知的，因此网络的拓扑结构随时都可能变化，网络中的路由信息则具有一定的时效性。

基于以上对分析，其路由协议需要具备以下特点：能够进行分布式的操作，其路由算法应该是分布式的，每个节点能够独立地处理自己加入或离开网络的操作；动态自适应性，由于Ad Hoc网络的拓扑结构随时可能发生变化，因此要求路由算法和协议必须对网络的拓扑结构具有快速反应能力，计算方法能快速收敛，从而避免出现路由环路，或者在出现路由环路时能及时消除其不利影响；支持单向路由，实际无线网络环境的影响，加上每个终端拥有的资源有限且不尽相同，因此很可能出现单向信道的情况，因此在设计路由协议的时候，除了要考虑建立正向的路由，同时还要重新发现和建立反向路由，避免通信的中断以及系统资源的浪费。

在多信道的无线多跳网络中，有效地使用多信道，允许多个传输同时发生，不仅可以提高网络的吞吐量，还可以减少传输数据过程中为竞争信道而增加的等待时延，降低网络拥塞和冲突碰撞。由于Ad Hoc网络中现有的路由协议基本都是基于最短距离路由，在单信道网络中可以有效的选择路由，但是由于没有考虑网络中可用信道的多样性，因此这类协议在多信道无线网络的性能就无法得到保障。