[发明专利]节能的集成路由协议

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年12月28日提交的印度专利申请No.1476/KOL/2009的权益，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

Ad hoc网络是分散式无线网络，在转发其他节点的数据中，其不依赖于预先存在的基础结构，比如接入点或专用路由器，取而代之地其采用每个节点。“为该目的(For-the-purpose)”网络是由一组使用自身的无线接口用于合作任务的节点所形成的ad-hoc网络。一般在基础结构网络要么不可靠要么不存在时，形成这些网络，且因此这些网络一般生存时间较短且以自我为中心。以自我为中心暗示了网络中的节点可以对于网络之外的通信(例如，与互联网的通信)不感兴趣。可以针对会议、展览或任何其他这种地方来建立“为该目的”网络。这种网络可以具有或可以不具有大量的参与节点。一般而言，将所有节点局限在特定的预定地理限制内。此外，节点可以执行预定的服务集，比如应用支持和通信服务。

“为该目的”网络的一个需求是用于降低在节点之间开始通信所需时间的快速可用性。这暗示着既降低网络启动时间，也降低用于规划逻辑分发基础结构的时间。在这点上，网络启动时间主要指代在单跳内的传输开始之前的拓扑认识(topology awareness)，而逻辑分发基础结构暗示了用于分发数据的树或网格的形成。这两种活动是网络上最消耗能量和带宽的活动，其可以极大地影响网络性能。

今天被广泛用于无线联网的IEEE 802.11标准被设计为既支持基础结构也支持ad-hoc无线网络。IEEE 802.11通过分布式协调功能(DCF)来协调多个节点对无线介质的接入，该分布式协调功能基于具有冲突避免的分布式的基于竞争的载波检测(具有冲突避免的载波感测多址接入，即CSMA/CA)媒体接入控制(MAC)协议。在该协议下，希望发送的节点在被称为DCF帧间空间(DIFS)的时间间隔期间，必须监听信道状态，其中，帧是数字数据传输单位。如果发现在DIFS间隔期间信道忙碌，则发送节点可以将其传输加以推迟。IEEE802.11的控制帧具有用于设置节点中的网络分配矢量(NAV)的持续时间字段，以识别在节点进入竞争阶段之前的时间段。如果发现信道在DIFS中是空闲的，则发送节点自由地获取对无线介质的控制，并通过发起请求发送(RTS)帧来这样做。接收节点等待小帧间空间(SIFS)持续时间，之后其发送清除发送(CTS)帧。随后，发送节点发送数据(DATA)帧，接收节点使用肯定应答(ACK)帧对该数据帧进行答复，这两个帧用SIFS持续时间加以分隔。该协议使得在相距一跳的邻居之间的对等单播通信成为可能。

使用层的概念，容易对在网络上控制和传输数据进行表征。在这些表征中，将网络和在其上发送的东西分为分离的抽象层，其中，每一层是向其上的层提供服务并从其下的层接收服务的类似功能的聚集。

一种模型，即传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)参考模型，将网络功能抽象为4个层。TCP/IP层1(链路层)通过使用物理寻址来管理帧的传递，来提供传输数据的能力。TCP/IP层2(网络层)通过使用路由功能来维护从源到目标机器的端到端连接，以管理路由功能。TCP/IP层3(传输层)提供进程间通信、纠错以及其他功能，比如可靠性管理。TCP/IP层4(即应用层)直接与软件应用交互，并针对有数据要发送的应用来确定通信伙伴的身份和可用性。

在另一模型下，即在开放式系统互连参考模型(OSI模型)下，将分层通信抽象为7层。OSI层2(数据链路层)与TCP/IP层1的主要相似之处在于：其通过物理寻址来管理在网络实体之间的数据传输的传递。OSI层3(网络层)类似于TCP/IP层2的网络层。也可以使用(当前现有的或将来开发出的)附加模型对网络交互性进行表征，然而命名是不重要的，应当关注各层所扮演的角色。

当前，一般从网络层、TCP/IP层2(OSI层3)来控制ad-hoc网络的路由问题。来自该层及以上层的路由和相关问题产生了到TCP/IP层1、链路层(OSI层2、数据链路层)的大量控制业务。此外，传输在本质上是单播的。为了支持组播和广播，应当在网络的整个寿命中，指定并维护附加规定。

网络的另一种基本要素“服务”表示了网络可以执行的功能，且一般保持在网络操作的核心处。当前，在应用层中处理ad-hoc网络的服务相关问题。服务相关规定也对控制业务起作用，这在TCP/IP层1(OSI层2)处产生了大量控制开销，并针对带宽不足的“为该目的”网络呈现出高成本。

附图说明