无线自组网系统及其路由方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信领域，尤其涉及无线自组网系统及其路由方法。
【背景技术】
[0002] 路由技术是自组网网络非常关键的技术，对数据转发的效率、时延W及整个系统 的性能都非常重要。常见的路由技术包括AODV(Ad hoc化Demand Distance Vector)、 DSR (Dynamic Source Routing)、DSDV (Destination Sequenced Distance Vector)、 0LSR(0ptimized Link State Routing)等，其中AODV和DSR为按需路由，当有数据发送请 求且查询路由表没有路由的时候会发起路由请求，路由开销较小，但是业务建立时延较长； DSDV和化SR是主动路由，节点需要周期性的广播路由消息，W便能够使各个节点维护自身 的路由表，当有业务请求时可直接查询路由表进行发送，具有的较短的业务建立时延，但是 路由的开销比较大。
[0003] 常见的路由算法中主动路由算法通常都是需要每个节点周期性的广播自身的路 由信息，或者选择部分中转节点周期性的转发全网路由消息，送样会导致网络中有大量的 路由消息在传递，占用较多的空口开销；而按需路由算法通常是在有业务请求时发送路由 请求，源节点发送洪泛的路由请求消息，相对主动路由算法，具有较小的开销，但是也导致 建链时延的增加。因此路由算法通常是在开销和建链速度上进行折中。
[0004] W上的路由算法没有利用自组网自身特点，只是单纯的路由算法，实际的自组网 中可利用自组网本身的特点对路由算法进行跨层优化，会达到更优的性能。
【发明内容】
[0005] 为克服W上问题，本发明提出一种无线自组网系统，所述系统的各节点互相广播 其邻节点信息，根据接收到的邻节点的广播消息维护本地路由表，所述本地路由表包括本 节点的一跳节点、二跳节点；所述各节点根据收到的广播消息选择和维护自己的中转节点， 并通知所述中转节点；路由消息由所述中转节点转发；所述各节点如与两跳或一跳节点进 行通信，则直接根据本地路由表进行路由；所述各节点如与两跳W上节点进行通信，则进行 按需路由查找。
[0006] 优选的，所述按需路由查找具体包括；源节点发送路由请求消息，所述路由请求消 息中包括源节点ID、目的节点ID和上一跳节点ID ;中间节点收到所述路由请求消息后， 查找目的节点是否在本地路由表中：如果在，则向上一跳节点发送路由响应消息，所述路 由响应消息携带源节点ID、目的节点ID和本节点到达目标节点的跳数；更新点反向路由； 如果不在，且本节点是上一跳节点的中转节点，则将路由请求消息中上一跳节点修改为本 节点，然后转发该路由请求消息；中间节点收到路由响应消息后，根据其中的源节点ID和 目的节点ID，查找反向路由，并转发所述路由响应消息；源节点收到路由响应消息，建立路 由。
[0007] 优选的，所述源节点发送的路由请求消息中还包括转发次数TTL ;所述路由请求 消息每转发一次，所述TTL减一，TTL等于O时，路由请求消息不再被转发。
[0008] 优选的，所述源节点发送路由请求消息后，还启动请求超时定时器Tl ;如果所述 源节点在定时器Tl为0之前没有收到路由响应消息，则路由查找失败，随机退避一段时间 之后重新发起路由查找。
[0009] 优选的，所述源节点在收到第一个路由响应消息后，设置定时器T2,在定时器T2 超时之前保存所收到的所有的路由响应消息，然后选择其中一个建立路由。
[0010] 优选的，当所述源节点收到的路由响应消息为多个时，所述源节点选择最先到达 的路由响应消息建立路由。或者，所述路由响应消息中还包含链路度量信息，当所述源节点 收到的路由响应消息为多个时，所述源节点根据各路由响应消息中携带的链路度量信息选 择一个路由响应消息建立路由。
[0011] 优选的，所述中转节点的选择和维护包括：设节点的一跳节点集合为SI,二跳节 点集合为S2,中转节点结合为S3,其中，S2中不包含该节点本身和其一跳节点；计算Sl中 各节点的连接度，所述连接度为该一跳节点在集合Sl W外的对称节点个数；查找Sl中为 S2中的节点提供唯一可达路径的节点，选入中转节点集合S3 ;从Sl中删除选中的节点，从 S2中删除选中节点可达的节点厘新Sl中各节点的连接度；如果S2为空，则中转节点选择 结束；否则，查找Sl中连接度最大的节点，选入S3 ;从Sl中删除选中的节点，从S2中删除 选中节点可达的节点；更新Sl中各节点的连接度；直至S2为空。
[0012] 优选的，所述中转节点的选择和维护包括：设节点的一跳节点集合为SI,二跳节 点集合为S2,中转节点结合为S3,其中，S2中不包含该节点本身和其一跳节点；计算Sl中 各节点的连接度，所述连接度为该一跳节点在集合Sl W外的对称节点个数；计算Sl中各节 点的链路度量，所述链路度量为节点与各一跳节点之间链路的度量值；查找Sl中为S2中的 节点提供唯一可达路径的节点，选入中转节点集合S3 ;从Sl中删除选中的节点，从S2中删 除选中节点可达的节点；更新Sl中各节点的连接度；如果S2为空，则中转节点选择结束； 否则，查找Sl中链路度量最大的节点，将其中连接度最大的节点选入S3,从Sl中删除选中 的节点，从S2中删除选中节点可达的节点；更新Sl中各节点的连接度；直至S2为空；或者， 查找Sl中连接度最大的节点，将其中链路度量最大的节点选入S3,从Sl中删除选中的节 点，从S2中删除选中节点可达的节点厘新Sl中各节点的连接度追至S2为空。
[0013] 优选的，所述中转节点的选择和维护包括：设节点的一跳节点集合为SI,二跳节 点集合为S2,中转节点结合为S3,其中，S2中不包含该节点本身和其一跳节点；计算Sl中 各节点的链路度量，所述链路度量为节点与各一跳节点之间链路的度量值；查找Sl中为S2 中的节点提供唯一可达路径的节点，选入中转节点集合S3 ;从Sl中删除选中的节点，从S2 中删除选中节点可达的节点；如果S2为空，则中转节点选择结束；否则，查找Sl中链路度 量最大的节点，选入S3,从Sl中删除该选中的节点，从S2中删除其可达的节点；直至S2为 空。
[0014] 基于相同的构思，本发明还提出一种无线自组网方法，所述自组网的各节点互相 广播其邻节点信息，根据接收到的邻节点的广播消息维护本地路由表，所述本地路由表包 括本节点的一跳节点、二跳节点；该方法包括：所述各节点根据收到的广播消息选择和维 护自己的中转节点，并通知所述中转节点；路由消息由所述中转节点转发；所述各节点如 与两跳或一跳节点进行通信，则直接根据本地路由表进行路由；所述各节点如与两跳W上 节点进行通信，则进行按需路由查找。
[0015] 优选的，所述按需路由查找具体包括；源节点发送路由请求消息，所述路由请求消 息中包括源节点ID、目的节点ID和上一跳节点ID ;中间节点收到所述路由请求消息后， 查找目的节点是否在本地路由表中：如果在，则向上一跳节点发送路由响应消息，所述路 由响应消息携带源节点ID、目的节点ID和本节点到达目标节点的跳数；更新点反向路由； 如果不在，且本节点是上一跳节点的中转节点，则将路由请求消息中上一跳节点修改为本 节点，然后转发该路由请求消息；中间节点收到路由响应消息后，根据其中的源节点ID和 目的节点ID，查找反向路由，并转发所述路由响应消息；源节点收到路由响应消息，建立路 由。
[0016] 优选的，所述源节点发送的路由请求消息中还包括转发次数TTL ;所述路由请求 消息每转发一次，所述TTL减一，TTL等于0时，路由请求消息不再被转发。
[0017] 优选的，所述源节点发送路由请求消息后，还启动请求超时定时器Tl ;如果所述 源节点在定时器Tl为0之前没有收到路由响应消息，则路由查找失败，随机退避一段时间 之后重新发起路由查找。
[0018] 优选的，所述源节点在收到第一个路由响应消息后，设置定时器T2,在定时器T2 超时之前保存所收到的所有的路由响应消息，然后选择其中一个建立路由。
[0019] 优选的，当所述源节点收到的路由响应消息为多个时，所述源节点选择最先到达 的路由响应消息建立路由。
[0020] 优选的，所述路由响应消息中还包含链路度量信息，当所述源节点收到的路由响 应消息为多个时，所述源节点根据各路由响应消息中携带的链路度量信息选择一个路由响 应消息