专利名称：：无线网络中的路由方法和使用该方法的通信装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种无线网络中的路由方法和使用该方法的通信设备。尤其是，本发明涉及一种无线网络中的路由方法和使用该方法的通信设备，其通过基于树的网格(mesh)路由高效地发送和接收数据。
背景技术：
：通常，无线网络中的路由发现(用于设置路由通路)是对一个节点执行的。最近，无线网络将区域中的所有设备簇-树结构化。加入簇树结构的设备被按照树结构分配地址。所分配的地址用于在每个网络环境中路由。图1是常规无线网络的树结构。在图1中，常规网络包括父节点A110和子节点B到J，112到142。子节点B112具有其父节点A110,并且具有其子节点E、F和G,120、122和124。子节点C114具有其父节点A110并且具有其子节点H130。子节点D116具有其父节点A并且具有其子节点I和J，140和142。在图1中，每个节点可以实现为设备，并且每个父节点具有关于其子节点的表格形式的地址信息。当在图1的无线网络中数据从H节点130发送到F节点122时，H节点130是源节点，并且F节点122是目的节点。从H节点130发送的数据分组沿着唯一的树结构被发送到F节点122。数据分组一定要通过其父节点，从而它可以沿着树结构发送到其相邻节点
发明内容技术问题因此，从H节点i30发送的数据分组沿着树结构，通过C、A和B节点114、110和112发送到F节点122。在常规无线网络的树结构中，沿着树结构从源节点向目的节点发送数据分组，导致不方便地增长的路由通路，进而引起通信成本增加。技术方案相应地，本发明的实施例的一个方面提供一种在无线网络中基于树的网格路由的路由方法，以高效地搜索和设置从源节点到目的节点的路由。为了实现本发明实施例的上述和其他方面，提供一种在基于树的无线网络中的路由方法，包括使用表获取最佳路由，该表是基于接收的关于相邻节点的信息和接收的关于相邻节点的低层节点的信息而记录的；以及通过该最佳路由发送分组。在获取最佳路由时，可以搜索该表来获取最佳路由。即，当要接收该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一匹配时，获取经过与该表中记录的该起始地址相对应的下一跳的地址的路由，作为最佳路由。此外在获取最佳路由时，当要发送该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一匹配时，可以获取经过与该表中记录的该起始地址相对应的下一跳的地址的路由，作为最佳路由。获取最佳路由可以包括向要发送该分组的节点发送所获取的最佳路由；以及通过辅助路由发送该分组。所述基于树的无线网络中的路由方法还可以包括使用基于接收的关于相邻节点的信息和接收的关于相邻节点的低层节点的信息而记录的该表，获取辅助路由。此外在获取辅助路由时，当要接收该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一不匹配时，可以通过确定该节点的地址是否在表中记录的起始地址加'T，的地址、与对应于起始地址的最后地址之间，来获耳又辅助路由。此外在获取辅助路由时，如果要接收分组的该节点的地址在表中记录的起始地址加'T，的地址、与对应于起始地址的最后地址之间，则可以获耳又经过与表中记录的起始地址相对应的节点、以及与起始地址相对应的该节点的低层节点的路由，作为辅助路由。此外在获取辅助路由时，当要发送该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一不匹配时，可以通过确定该节点的地址是否在表中记录的起始地址加"1"的地址、与对应于走^始地址的最后地址之间，来获耳又辅助路由。此外在获取辅助路由时，如果要发送分组的该节点的地址在表中记录的起始地址加"1"的地址、与对应于起始地址的最后地址之间，则可以获取经过与表中记录的起始地址相对应的节点、以及与起始地址相对应的该节点的低层节点的路由，作为辅助路由。此外，获取辅助路由还可以包括向要发送该分组的节点发送所获取的辅助路由。此外，在获取最佳路由时，该表可以包括关于所述多个节点的拓朴信息。所述拓朴信息包括以下中的至少一个该节点的起始地址、该节点的结束地址、能经此路由该节点的下一跳、到该节点的起始地址的跳数、到该节点的起始地址的损耗、以及该节点被创建或刷新的时间。有益效果根据本发明的示例性实施例，使用逐块执行路由发现的基于树的网格路由，以便增加路由发现的效率，并且通过最佳;洛由发送分组，/人而可以减少通信成本。此外，当从目的节点及其低层节点向源节点发送分组时，通过使用NTT中记录的辅助路由，不需要再次执行路由发现，从而可以通过最佳路由发送该分组。通过参照附图对其示例性实施例的详细描述，本发明的实施例的上述和其他方面和其他特征将变得更加清楚，其中图1是描述常规无线网络的树结构的示例的图2是描述根据本发明示例性实施例、在无线网络中分配地址的方法的流程图3是描述根据本发明示例性实施例、在无线网络中的路由发现过程的图表；图4和图5是描述根据本发明示例性实施例、用于设置路由路径的示例性路由请求(RREQ)和路由重放(RRJEP)的图6是描述在图3的路由发现过程期间写下的示例性非树表(NTT，non-tree-table)的图7是描述根据本发明示例性实施例、在路由发现之后在源节点与目的节点之间设置路由路径的方法的图8是描述当在路由发现之后"源节点"已经知道到"目的节点"的最佳路由时的路由方法的图9是描述当在路由发现之后"目的节点"已经知道到"源节点"的最佳^^由时的路由方法的图；以及图0和图11是描述根据本发明示例性实施例、当在无线网络中节点之间的连接中断时的恢复过程的图。具体实施例方式下面将详细参照附图描述本发明的示例性实施例。在根据本发明示例性实施例的无线网络中的路由方法当中，有对于基于树的路由方法的自适应鲁棒树(ART)和网格(meshed)ART(MART)方法，以及非树的路由方法。用于路由的每个节点双向通信。图2是描述根据本发明示例性实施例、在无线网络中分配地址的方法的流程图。参照图2,在初始化阶段中，多个节点彼此相连形成簇-树结构(S210)。更具体地说，如果作为根节点的节点A开始连接，则相邻节点向节点A发送关联请求。如果节点A想要与该相邻节点相连，则节点A向该相邻节点应答。结果，节点A和每个节点相连。每个节点可以以相同的方式连接到其低层的节点Q如果这样形成簇树结构，则底层或自下向上数的紧上层中的每个节点向其上层节点请求特定大小的地址块(S220)。同时，接收到特定大小的地址块的节点确定是否在顶层中(S230)。如果该节点不是在顶层中，则该节点将要使用的地址块的特定大小通知给其上层节点(S240)。根节点将所请求的大小的地址块分配给每个分支(S250)。在这种情况下，根据与每个分支对应的低层节点的连接顺序，依次分配地址块。如果每个低层节点不是在底层(S260)，则分配给它自己的地址块被再次分配给其低层节点(S270)。在这种情况下，依次分配其低层节点请求的特定大小的地址块。相应地，地址可以被向下分配到底层中的每个节点。于是，每个节点使用分配给它自己的地址来写自适应鲁棒树表(ARTT)，并且根据该ARTT执行路由操作。ARTT包括拓朴信息。图3是描述根据本发明示例性实施例、在无线网络中的路由发现过程的图表，并且图4A和图4B是描述根据本发明示例性实施例、用于设置路由路径的示例性路由请求(RREQ)和路由答复(RREP)的图。参照图3和图5,例如，当分组从源节点I发送到目的节点O时，源节点I向目的节点O单播RREQ,以设置到目的节点O的路由。即，RREQ的路由路径是I-H-K-O。RREQ是为了供源节点找到目的节点而使用的一种消息类型，即用于请求生成路由。^口图4所示,RREQ包4舌route—type,dst—beg一addr，src—beg—addr,src_end—addr，max—link—cost,hops—traveled,cost—accumed,和timetolive(TTL)。在图4中示出对RREQ的每个字段的描述。如果目的节点O接收到来自源节点I的RREQ,则目的节点O广播RREQ来找出到源节点I的最佳路由。然后，源节点I接收从目的节点O广播的RREQ,从而可以找出到目的节点O的最佳路由。相应地，源节点I通过该最佳路由向目的节点O发送RREP。即，从源节点I向目的节点O发送RREP的该最佳;洛由变为I-L-O。在这种情况下，由于源节点I和目的节点O可以相互交换路由信息，所以目的节点O也可以知道到源节点I的最佳路由。RREP是对RREQ的应答。如图5所示，RREP包括route—type,dst—beg_addr，dst—end—addr,src—beg—addr,src—end—addr,hops_traveled，hops—total,cost_accumed,total_cost，和TTL。在图5中示出了对RREP的每个字段的描述此外，接收到从目的节点O广播的RREQ的源节点I也可以找出到目的节点O的子节点的路由。更具体地"i兑，广播RREQ包括目的节点O的诸如beg—addr和end—addr之类的信息。相应地，源节点I可以找出到目的节点O的子节点的辅助路由。辅助路由是从源节点到目的节点的最佳路由以外的次最佳路由。图6是描述在图3的路由发现过程期间写入的示例性非树表(NTT)的图。参照图6，每个节点写NTT来记录每个节点之间通过使用RREQ和RREP的路由发现的最佳路由和辅助路由，并且NTT用于执行路由操作。每个节点通过参照其NTT中的信息，搜索最佳路由和辅助路由，并且执行沿着搜索的路径的路由操作。记录在NTT中的beg—addrj是节点I的最佳路由，并且辅助路由是从beg—addr,+l到end—addr,。图7是描述根据本发明示例性实施例、在路由发现之后在源节点与目的节点之间设置路由路径的方法的流程图。参照图7,首先源节点确定其在路由发现时生成的NTT中是否记录了到目的节点的最1'圭^各由(S610)。即，源节点确定分组要发送到的目的节点的地址是否与源节点的NTT中记录的多个beg_addr之一匹配。如果目的节点的地址与NTT中记录的多个beg一addr之一匹配，则源节点确定记录了到目的节点的最佳路由。然后，如果在NTT中未记录到目的节点的最佳路由，则源节点确定最初在生成树时生成的ARTT中是否记录了到该目的节点的最佳路由(S620)。即，源节点确定目的节点的地址是否与源节点的ARTT中记录的多个beg—addr之一匹配。如果目的节点的地址与ARTT中记录的多个beg_addr之一匹配，则源节点确定记录了到目的节点的最佳路由。如果在ARTT中未记录到目的节点的最佳路由，则源节点确定在NTT中是否记录了到目的节点的辅助路由(S630)。更具体地说，如果目的节点的地址不与源节点的NTT和ARTT中记录的多个beg—addr之一匹配，则源节点确定NTT中是否记录了到目的节点的辅助路由。即，源节点确定目的节点的地址是否在源节点的NTT中记录的beg-addrj+1与end-addij之间。如果目的节点的地址在源节点的NTT中记录的beg-addrj+1与end-addij之间，则源节点确定在NTT中记录了到目的节点的辅助路由。如果在步骤S610、S620或S630中搜索到至目的节点的最佳路由或辅助路由，则源节点通过该最佳路由或辅助路由向目的节点发送分组(S640)。详细地说，如果在步骤S610中在其NTT中记录了到目的节点的最佳路由，则源节点通过该最佳路由向目的节点发送分组。即，源节点通过作为最佳路由的、对应于步骤S610中搜索到的beg—addr的下一跳的地址来发送分组。然而，如果在步骤S610中在其NTT中未记录到目的节点的最佳路由，则在步骤S630中确定在ARTT中是否记录了到目的节点的最佳路由。如果在ARTT中记录了到目的节点的最佳路由，则源节点通过该最佳路由向目的节点发送分组。同时，如果在步骤S620中在ARTT中未记录到目的节点的最佳路由，则源节点在步骤S630中确定在ARTT中是否记录了到目的节点的辅助路由。如果在NTT中记录了到目的节点的辅助路由，则源节点通过辅助路由向目的节点发送分组。接着，如果在ARTT和NTT中既未记录到目的节点的最佳;洛由也未记录到目的节点的辅助路由，则源节点使用树路由(S650)。更具体地说，例如，当从源节点I向目的节点O发送分组时，如果源节点I的NTT和ARTT中既未记录到目的节点O的最佳路由也未记录到目的节点O的辅助路由，则源节点I使用当初始分配地址时生成的树路由(ART/MART),向目的节点O发送分组。即，路由是I-H-K-0。在S650的步骤中，如果在NTT和ARTT中既未记录到目的节点的最佳路由也未记录到目的节点的辅助路由，则源节点再次执行路由发现，以将到目的节点的最佳路由记录在NTT中。同时，在无线网络中的该路由方法中，可以在目的节点中以及在源节点中执行步骤S610650设置源节点与目的节点之间的最佳路由的过程。更具体地说，当源节点执行步骤S610S650时，如果源节点不通过最佳路由发送分组，则目的节点可以通过执行步骤S610S650，经由到源节点的最佳或辅助路由发送分组。即，目的节点确定在目的节点的NTT和ARTT中是否记录了到源节点的最佳或辅助路由。如果目的节点的表中有到源节点的最佳或辅助路由，则通过所搜索到的至源节点的路由来发送分组。如果目的节点的表中没有到源节点的最佳或辅助路由，则目的节点使用树路由或路由发现来将分组从目的节点发送到源节点，如步骤S650所描述的那样。图8和图9是详细描述根据图7中的本发明示例性实施例的路由方法的图。图8是描述当在路由发现之后"源节点"已经知道到"目的节点"的最佳路由时的路由方法的图。不知道最佳路由的情况是，在NTT和ARTT中未记录到"目的节点"或"源节点"的最佳或辅助路由。首先，参照图8，例如，当从源节点F向目的节点I发送分组时，源节点F确定在其NTT中是否记录了到目的节点I的最佳路由。由于在路由发现时生成的源节点F的NTT中已经记录了到目的节点I的最佳路由，因此从源节点F发送分组的路由路径是F-G-I。具体地说，源节点F和目的节点I的连接不是基于树的，但源节点F可以使用相邻节点G,通过最佳路由向目的节点I发送分组。节点G与其相邻节点F和I交换关于相邻节点F和I的低层节点的信息。即，节点G向节点I提供关于其与节点E和F的连接的信息，并且节点I向节点G提供其与节点L和M的连接的信息。相应地，源节点F可以沿着NTT中记录的最优路由F-G-I向目的节点I发送分组。图9是描述当在路由发现之后"目的节点"已经知道到"源节点"的最佳路由时的路由方法的图。参照图9，例如，当从源节点F向目的节点I发送分组时，源节点F确定在其ARTT和NTT中是否记录了到目的节点I的最佳或辅助;洛由。确定在源节点F的ARTT和NTT中未记录到目的节点I的最佳或辅助路由。源节点F向目的节点I单播RREQ。同时，接收到RREQ的目的节点I知道到源节点F的最佳路径。即，在目的节点I的NTT中记录了到源节点F的最佳路径。相应地，目的节点I通过最佳路由向源节点F发送RREP。发送RREP的路由路径是I-G-F。目的节点I向源节点F提供关于从目的节点I到源节点F的最佳路由的信息。相应地，源节点能够知道到目的节点的最佳路由，并且源节点可以通过最佳路由向目的节点发送分组。即，如果在源节点或目的节点的NTT或ARTT中记录了到每个节点的最佳路由，则目的节点将关于最佳路由的信息提供给源节点，而不用再次执行路由发现，从而可以通过该最佳路由发送分组。图10和图11是描述根据本发明示例性实施例、当在无线网络中节点之间的连接中断时的恢复过程的图。参照图10,例如，如果节点K中断并且源节点C向目的节点M发送分组，则源节点C首先沿着路由C-B-J-K-L-M向目的节点M发送分组。然而，由于节点K中断并且节点J与节点K之间的连接中断，因此目的节点M无法接收从源节点C发送的分组。节点J检测到节点K中断，并且向其低层节点广播RREQ。当节点J接收到来自其低层节点的RREP时，节点J与节点K的低层节点之间的连接被恢复。如果节点J首先接收到来自目的节点M的上层节点一节点I和节点L之一的RREP，则到目的节点M的连接被恢复。即，如果节点J首先接收到来自目的节点M的上层节点I和L中的节点L的RREP，则节点J恢复到节点L和目的节点M的连接。节点L在树中将其父节点从节点K改变到节点H并记录。即，节点L的父节点变为新连接的节点H而非中断的节点K。此外，如果节点J接收到来自其低层节点的RREP，则节点J在发送了RREP的各节点当中选择离节点K最近的节点作为路由路径，并且可以恢复到目的节点M的连接。即，如果节点J接收到来自节点I和L的RREP，则节点J选择离节点K更近的节点L作为路由路径，并且可以恢复到目的节点M的连接。同时，参照图11，当节点J检测到节点K中断时，节点J仅接收来自节点K的低层节点的RREP,从而可以恢复到目的节点M的连接。即，节点J仅接收来自K节点的低层节点，节点L的RREP,而不是来自节点J的所有低层节点的RREP,从而可以恢复到目的节点M和节点K的低层节点的连接。工业应用性本发明可应用到无线网络，尤其是具有基于树的网格结构的无线设备。权利要求1.一种在基于树的无线网络中的路由方法，包括使用表获取最佳路由，该表是基于接收的关于相邻节点的信息和接收的关于相邻节点的低层节点的信息而记录的；以及通过该最佳路由发送分组。2.如权利要求1所述的方法，其中在获取最佳路由时，搜索该表来获取最佳路由。3.如权利要求2所述的方法，其中在获取最佳路由时，当要接收该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一匹配时，获取经过与该表中记录的该起始地址相对应的下一跳的地址的路由，作为最佳路由。4.如权利要求2所述的方法，其中在获取最佳路由时，当要发送该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一匹配时，获取经过与该表中记录的该起始地址相对应的下一跳的地址的路由，作为最佳路由。5.如权利要求4所述的方法，包括向要发送该分组的节点发送所获取的最佳路由；以及通过辅助^^由发送该分组。6.如权利要求l所述的方法，还包括使用基于接收的关于相邻节点的信息和接收的关于相邻节点的低层节点的信息而记录的该表，获取辅助路由。7.如权利要求6所述的方法，其中在获取辅助路由时，当要接收该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一不匹配时，通过确定该节点的地址是否在表中记录的起始地址加'T，的地址、与对应于起始地址的最后地址之间，来获取辅助路由。8.如权利要求7所述的方法，其中在获取辅助路由时，如果要接收分组的该节点的地址在表中记录的起始地址加"1"的地址、与对应于起始地址的最后地址之间，则获取经过与表中记录的起始地址相对应的节点、以及与起始地址相对应的该节点的低层节点的路由，作为辅助路由。9.如权利要求6所述的方法，其中在获取辅助路由时，当要发送该分组的节点的地址与该表中记录的起始地址之一不匹配时，通过确定该节点的地址是否在表中记录的起始地址加'T，的地址、与对应于起始地址的最后地址之间，来获取辅助路由。10.如权利要求9所述的方法，其中在获取辅助路由时，如果要发送分组的该节点的地址在表中记录的起始地址加"1"的地址、与对应于起始地址的最后地址之间，则获取经过与表中记录的起始地址相对应的节点、以及与起始地址相对应的该节点的低层节点的路由，作为辅助路由。11.如权利要求9所述的方法，还包括向要发送该分组的节点发送所获取的辅助路由。12.如权利要求1所述的方法，其中在获取最佳路由时，该表包括关于所述多个节点的拓朴信息。13.如权利要求12所述的方法，其中所述拓朴信息包括以下中的至少一个该节点的起始地址、该节点的结束地址、能经其路由该节点的下一跳、到该节点的起始地址的跳数、到该节点的起始地址的损耗、以及该节点被创建或刷新的时间。全文摘要提供一种无线网络中的路由方法以及使用该方法的通信设备。在基于树的无线网络中的该路由方法包括使用表获取最佳路由，该表是基于接收的关于相邻节点的信息和接收的关于相邻节点的低层节点的信息而记录的；以及通过该最佳路由发送分组。相应地，使用逐块执行路由发现的基于树的网格路由，以便增加路由发现的效率，并且通过最优路由发送分组，从而可以减少通信损耗。文档编号H04L12/28GK101171801SQ200680015911公开日2008年4月30日申请日期2006年5月9日优先权日2005年5月10日发明者李明钟,郑建良申请人:三星电子株式会社;纽约城市大学研究基金会