[发明专利]用于无线自组织网络路由的邻居节点判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无线自组织网络路由的邻居节点判定方法，属于无线自组织网络中的路由技术领域。

背景技术

无线自组织网络是一种不需要基础设施的网络，在这种网络中，网络的拓扑处于动态的变化中，每个节点都运行路由协议，且每个节点都具备路由功能。当需要通信的两个节点不能直接通信时，可以使用多跳的方式，即由中间的多个节点来充当路由器，进行逐跳的信息转发。

按需距离矢量路由协议AODV（Ad hoc on-demand distance vector routing）是无线自组织网络中的经典路由协议，它属于反应式路由。当源节点需要一条到达目标节点的路径时，以广播的形式向邻居节点发送路由请求RREQ（RouteRequest）报文，RREQ报文中携带有：本节点的IP地址、序列号和目标节点IP地址等信息；收到RREQ报文的中间节点，如果该节点知道目标节点路径，则回应路由应答RREP（Route Reply）报文，否则，就进行RREQ转发；直到最终找到目标节点，完成多跳路由的查找。

多跳路由的传输路径是由多个逐跳的无线链路所组成。AODV路由协议的邻居节点发现是维护AODV无线链路的重要手段。邻居节点的发现是通过Hello消息完成的：每个节点间隔一个设定的时间周期，就会广播Hello消息。当一个节点收到若干个相同Hello消息时，就查找路由表，如果路由表中没有此项，则表示这是一个新的邻居节点，此时就将这个1跳路由插入到路由表。AODV路由协议定义了邻居节点的生存时间：在建立邻居关系后，如果超过这个生存时间一直没有收到任何该邻居的Hello消息，即可以认为这个邻居已经断开，则删除这个1跳路由（即AODV无线链路）。

链路的质量对多跳路由的传输路径至关重要，它是构成这条传输路径的重要基础。AODV路由协议通过Hello机制来确认链路。但是，在实际应用中，通过简单的Hello发现机制是无法保证链路质量的，需要采取增强的机制。现有的方法是使用无线信号强度RSSI（Received Signal Strength Indication）来确认邻居节点，但是，受到地形、单向路径和频带干扰等因素的影响，这个方法并不准确；同时在众多的便携式无线终端上，底层的驱动并没有提供相应的接口，以便精确获知自组织网络中每个节点的无线信号强度。另一种现有技术是将全球定位系统GPS（Global Positioning System）模块引入节点，通过地理位置的筛选来确定路由。它的局限是使用范围限制于室外，同时增加了成本。另外，还有一种方法是通过链路的数据丢包率统计，进行邻居的筛选，其缺陷是需要较多的数据传输开销。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于无线自组织网络路由的邻居节点判定方法，本发明方法是工作在应用层的邻居发现机制，操作步骤简单，其是通过对传统的邻居节点发现机制进行改进，使得互为邻居的两个节点之间的无线链路质量稳定，以提高多跳路由的传输稳定性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于无线自组织网络路由的邻居节点判定方法，其特征在于：该方法是在传统的邻居发现方法中引入交互握手操作，即增设ACK预同步和data预同步的状态转换过程；并要求在data预同步状态的前后，都必须满足下述设定条件：连续接收设定数量n个Hello消息；这样既对所选链路提出了适宜要求，也避免了原先必须成功连续接收设定数量2n个Hello消息的过高要求，允许无线网络具有设定数量的丢包；所述方法包括下列操作步骤：

（1）源节点发送Hello消息：源节点在初始化启动后，与其他节点的关系都处于失步状态；此时，源节点和网络中的其他节点各自分别按照发送周期T_Hello秒广播发送Hello消息，以便于各个节点的互相发现；

（2）其他节点接收到Hello消息：其他节点接收到源节点的Hello消息，获知Hello消息的发送节点地址，然后，向源节点单播回应Hello-ack消息；

（3）源节点接收到Hello-ack消息：源节点接收到Hello-ack消息后，将该源节点自身与Hello-ack消息发送节点的邻居关系设置为ACK预同步状态；

（4）源节点执行ACK预同步状态的处理：在ACK预同步状态时，源节点判断是否连续接收到由步骤（3）中Hello-ack消息发送节点所发出的设定数量n个Hello消息；若是，则将其状态转换为data预同步状态，并执行后续步骤（5）；如果在ACK预同步状态的响应周期T_ACK定时器超时，则源节点转换为失步状态，即返回步骤（1），重新初始化邻居关系；