[发明专利]一种由蓝牙网状网络中的节点执行的消息转发方法

说明书

本发明公开了一种由蓝牙网状网络中的节点执行的方法，该方法包括：(1)从蓝牙网状网络中的相邻节点接收消息；(2)响应于确定消息需要转发，执行基于概率的转发，包括：(a)基于相邻节点的覆盖区域与节点的覆盖区域的重叠度，确定节点转发消息的转发概率，其中转发概率与重叠度为负相关关系；(b)通过转发概率转发消息。利用本发明，可解决在蓝牙网状网络中由于冗余转发消息过多而造成的网络拥塞，进而导致的网络数据延迟大、通信不可靠等问题。

技术领域

本发明涉及蓝牙网状网络，更具体地，涉及由蓝牙网状网络中的节点执行的消息转发方法，以及用于在蓝牙网状网络中操作的节点装置。

背景技术

Bluetooth网状网络(以下简称为BLE MESH网络)是蓝牙技术联盟(SIG)在2017年推出的一种基于BLE协议的多对多通信网络，该网络能够在网状网络中的各个节点之间相互通信。具体地，BLE MESH网络在网络中网络节点通过广播和中继的方式实现节点间的消息传输。

BLE MESH使用发布/订阅(publish/subscribe)消息系统，并定义了可以被一个或多个节点所共有的组播地址。当发布者(Publisher)向组播地址发送消息时，订阅了该地址的所有订阅者(Subscriber)都将接收到来自组播地址的消息，并对其进行处理，以某种方式作出反应。

BLE MESH采用管理型网络泛洪(managed flooding)方式来进行网络信息的传输，即网络中所有具备中继功能(relay)的节点都会转发收到的消息，而不需要沿着特定路径进行路由选择。相应地，在BLE MESH网络中，在通信范围内的所有节点都会接收消息，而那些充当中继的节点会将消息重新传输到范围内的所有其他节点。这种泛洪技术的优点在于不需要特定节点充当集中式路由器，可以有效避免因个别节点的故障而导致整个网络无法运行。然而，泛洪的缺点是可能会由于网络消息泛滥而导致通信延迟。

为了减少不必要的冗余信息传输，BLE MESH网络主要采用了如下两种措施来优化泛洪通信：(1)消息缓存(message cache)：节点都会缓存收到消息的关键信息，以确定是否已经转发过此消息，如果是就忽略此消息。(2)生存时间(Time to Live,TTL)：每个消息都会包含一个TTL的值，来限制中继的次数，最大可以中继126次。消息每转发一次TTL的值就减1，TTL值为1就不再转发。

尽管如此，现有的技术方案仍然会导致在网络中数据交换量大的情况下，例如发包频率大于每秒3个时，网络中将充斥着冗余或过期无效的信息。这些信息会对节点接收新消息造成干扰，导致接收新消息的效率下降，也会造成不必要的资源浪费，例如，节点的耗电量会因为不必要的转发而增加。

因此，本领域中需要一种新的技术方案，该技术方案至少能够根据特定条件在BLEMESH网络中选择性地进行消息转发，从而减少网络中的中转数据包的数量，提高消息传播的效率。应当理解，上述所列举的技术问题仅作为示例而非对本发明的限制。此外，本发明并不限于同时解决上述所有技术问题的技术方案，本发明的技术方案可以实施为解决上述或其他技术问题中的一个或多个。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有蓝牙网状网络中存在的问题，即由于冗余转发消息过多而造成的网络拥塞，进而导致网络数据延迟大、通信不可靠等。

在本发明的第一个方面，提供了一种由蓝牙网状网络中的节点执行的方法，该方法包括：(1)从蓝牙网状网络中的相邻节点接收消息；(2)响应于确定消息需要转发，执行基于概率的转发，包括：(a)基于相邻节点的覆盖区域与节点的覆盖区域的重叠度，确定节点转发消息的转发概率，其中转发概率与重叠度为负相关关系；(b)通过转发概率转发消息。

优选地，该方法还包括：响应于确定消息需要转发，确定相邻节点的覆盖区域与节点的覆盖区域的重叠度。