一种移动AdHoc网络的数据传输方法及系统的制作方法
一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种移动Ad?Hoc网络的数据传输方法及系统，该数据传输方法包括如下步骤：对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级－同级－下级的簇组成员关系信息；当网络中某簇组接收数据包时，由族头接收数据，依据所述簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下一级或同级节点向末端节点传送数据，本发明通过建立移动Ad?Hoc网络簇组成员关系信息，并依据成员关系进行数据转发和处理，使得承担数据包转发及处理的节点数大大减少，节省了时间，提高了效率。
【专利说明】一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络中的Ad Hoc网络的数据处理领域，特别是涉及ー种移动AdHoc网络的数据传输方法及系统。
【背景技术】
[0002]当前移动Ad Hoc网络应用逐渐兴起，各种智能手机、移动电脑、智能阅读器、无线路由器等支持无线应用的移动终端或节点都可以自动组织成应用网络，提供移动环境下的资源共享和各类应用服务。在这种环境下，各移动终端相互之间可以发送消息、传送普通文本、甚至传送和在线共享多媒体数据(视频、语音等)。然而，由于移动Ad Hoc网络是ー种无线自组织网络，不像设备相对固定的互联网络，在此网络中，各通信节点是移动的、局部聚集的，且可能由于数据传输的突发性而带来节点数据拥塞，进而引起丢包或节点掉线失效。因此，各节点之间数据传输的快速、高效性是ー个重要问题。现有技术中，也出现了ー些考虑无线自组织网络数据传输效率的路由协议，如AODV(无线自组网按需距离矢量路由协议)、DSR(动态源路由协议)、0LSR(优化的链路状态路由协议)>QOLSR(支持多度量QoS标准的扩展0LSR)。
[0003]然而，现有技术中，AODV协议实现的是源点按需路由，使用終点序列号来发现去往終点的最新路由的协议方法，多路路由应答数据包应答一个单ー请求会导致沉重的控制管理开销，造成数据传输低效。DSR协议类似于A0DV，也是按需路由，但是它使用源点路由，而不依据每个中间节点的路由表，中间节点使用路由缓存信息，但这种路由协议方法的路由保持机制不能局部修复断开的链路，在路由重建时期，各节点过时的路由缓存信息会导致不一致的情况，节点重连的配置时延消耗大于基于路由表的协议，从而导致数据处理和传输时间的延长，由于移动Ad Hoc网络节点的移动性，DSR性能较差，由于使用源路由机制，相当大的路由开销将会产生，只适合于固定的、低移动性的网络。OLSR协议继承了链路状态协议的稳定性，使用多点中继(MPR)，在路由跳数上来选择最佳路由，但跳数选择过多也会大大延长数据的传输时间。QOLSR扩展了 0LSR，从带宽、时延等多度量QoS标准上做了设计，但是它不能保证能选择到最大带宽且最短时延的路由，而且节点在基于ー跳、ニ跳的邻居结点中选择最佳节点组成MPR，从而形成最佳路由的过程时间代价太大，数据传输效率相应也受到很大影响。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法及系统，通过建立移动Ad Hoc网络簇组成员关系信息，并依据成员关系进行数据转发和处理，使得承担数据包转发及处理的节点数大大減少，节省了时间，提高了效率。
[0005]为达上述及其它目的，本发明提出一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法，包括如下步骤:[0006]步骤一，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息；
[0007]步骤ニ，当网络中某簇组接收数据包时，由族头接收数据，依据所述簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据。
[0008]进ー步地,步骤ー还包括如下步骤:
[0009]步骤2.1，各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序；
[0010]步骤2.2，各簇组选择缓存最大的节点作为簇头；
[0011]步骤2.3，各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存
0.5倍的节点作为簇头的下一级节点；
[0012]步骤2.4各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行步骤2.4，直到本簇内所有节点被选择完毕为止；
[0013]步骤2.5，最后，各簇组形成了以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点的簇组成员关系表中。
[0014]进ー步地，每个节点只存储该簇组成员关系表中相应一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
[0015]进ー步地,步骤ニ还包括如下步骤:
[0016]步骤4.1，当网络中某簇组接收数据包时，由其簇头负责入口数据接收，然后查找本簇头节点的簇组成员关系表，找到其下一级节点集；
[0017]步骤4.2，簇头节点在步骤4.1所得的下一级节点集中依次选择ー个节点，并把从本簇组外接收的数据包处理权移交给该节点；
[0018]步骤4.3在步骤4.2获得数据包处理权的节点查找本节点的簇组成员关系表获得其下一级节点集；如果该节点的下一级节点集中有子节点，则依次选择ー个节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选节点，如果该节点的下一级节点集中没有子节点，则将该节点自身作为末端节点，转至步骤4.4，以此类推，直到该数据包处理权移交到无下ー级节点集子节点的末端节点为止；
[0019]步骤4.4，步骤4.3中的末端节点得到该数据包处理权后，把数据排到空余包处理队列进行排队，尽自身最大缓存能力进行该数据包的处理，处理完该数据包后，将数据包转发给该末端节点的簇组成员关系表中同级节点集中下ー个未探索节点，转至步骤4.3，直到所有具有包处理能力的本簇组成员全部进行了数据包的处理及转发为止，最后把数据包转发给本簇头，由簇头收集所有处理好的数据，依次排入输出队列，等待转发给其它簇组，本次数据包转发结束
[0020]进ー步地，如果步骤4.4末端节点数据包处理队列中待处理数据包已排整个队列长度的85%，则查询本节点簇组成员关系表中同级节点集，如果该节点的同级节点集中有子节点，则依次选择ー个同级节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选同级节点，如果本被选的同级节点有处理能力，则进行该数据包的处理，相反，则选择同级节点集中下一个节点，转步骤4.3，直到选完为止，如果所有同级节点集中都无数据处理能力，则本末端节点返回到其上级节点，转步骤4.3。
[0021]进ー步地，该数据传输方法还包括如下步骤:
[0022]步骤三，各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
[0023]进ー步地，步骤三还包括如下步骤:
[0024]各簇组内簇头每隔若干时间检测本簇内是否有新节点加入，如果有，则通过探測包获取新节点的缓存大小信息，并从本节点簇组成员关系表开始，依次检索下一级节点集，依次比较缓存是否小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍，如是，则加入相应子节点的下一级节点集，否则进入当前节点的下级节点继续进行比较；
[0025]各簇组内节点每隔若干时间依次发送探測包给本节点簇组成员关系表中的上级、同级和下级集合子节点，以检测它们的在线状态，如果预设时间以内得到正确回应，则不更新子节点状态，否则将子节点从本节点簇组成员关系表集合中删除。
[0026]为达到上述目的，本发明还提供一种移动Ad Hoc网络的数据传输系统，至少包括:
[0027]簇组成员关系建立模块，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息；
[0028]数据包转发模块，于某簇组接收数据包吋，由族头接收数据，依据该簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据；
[0029]簇组成员关系更新和维护模块，利用各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
[0030]进ー步地，该簇组成员关系建立模块包括:
[0031]节点聚集及排序模组，对移动Ad Hoc网络环境下的各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序；
[0032]簇头选择模组，于各簇组选择缓存最大的节点作为簇头；
[0033]下ー级节点选择模组，利用各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点；
[0034]簇组成员关系建立模组，对各簇组建立以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点簇组成员关系表中，其中每个节点只存储该节点簇组成员关系表一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
[0035]进ー步地，该簇组成员关系建立模组的簇组成员关系建立过程如下:各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行上述过程，直到本簇内所有节点被选择完毕为止。
[0036]与现有技术相比，本发明ー种移动Ad Hoc网络的数据传输方法及系统，通过建立移动Ad Hoc网络簇组成员关系信息，并依据成员关系进行数据转发和处理，使得承担数据包转发及处理的节点数大大減少，节省了时间，提高了效率，本发明在使用簇组成员关系决策进行数据包传输过程中，既减少了节点的探索数目，从而減少了数据包转发时间，同时又兼顾了每个节点的处理能力，尽可能地防止出现因数据拥塞而造成丢包及节点失效掉线现象
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1为本发明一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法的步骤流程图；
[0038]图2为本发明较佳实施例中移动Ad Hoc网络的节点簇组模型示意图；
[0039]图3为本发明一种移动Ad Hoc网络的数据传输系统的系统架构图；
[0040]图4为本发明较佳实施例中移动A d Hoc网络的数据传输方法示例图。
【具体实施方式】
[0041]以下通过特定的具体实例并结合【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所掲示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0042]图1为本发明一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法的步骤流程图。如图1所示，本发明ー种移动Ad Hoc网络的数据传输方法，包括如下步骤:
[0043]步骤101，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的“上级一同级ー下级”簇组成员关系信息，每个成员节点只保存少量的关联成员信息。
[0044]图2为本发明较佳实施例中移动Ad Hoc网络的节点簇组模型示意图。在本发明较佳实施例中，步骤101还包括如下步骤:
[0045](I)移动Ad Hoc网络环境下，各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组A、B、C、D、E、......；每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序。
[0046](2)各簇组选择缓存最大的节点作为簇头，是负责本簇与外簇数据收发的汇聚节点，同时也具有本身的数据转发与处理功能。
[0047](3)各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点(Subordinate)。
[0048](4)各簇头节点的Subordinate节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍(即0.5至I之间)的节点作为本子节点的Subordinate节点，即，同时各子节点以簇头为Superior节点、以本级其它子节点为Peer节点集，以此类推反复进行第(4)步，直到本簇内所有节点被选择完毕为止。
[0049](5)最后，各簇组形成了以各自簇头为起始的上级一同级ー下级(Superior—Peer一Subordinate)的簇组成员关系，并将姆ー步建立的成员关系信息存储在如表I及表2所示的各节点簇组成员关系表中，其中每个节点只存该表一行节点信息，保存在相应节点缓存中。
[0050]表I族组A成员关系表(甸行由相应节点缓存中保存)
[0051]
【权利要求】
1.一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法，包括如下步骤: 步骤一，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息； 步骤二，当网络中某簇组接收数据包吋，由族头接收数据，依据所述簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据。
2.如权利要求1所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，步骤ー还包括如下步骤: 步骤2.1，各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序； 步骤2.2，各簇组选择缓存最大的节点作为簇头； 步骤2.3，各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点； 步骤2.4各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行步骤2.4，直到本簇内所有节点被选择完毕为止； 步骤2.5，最后，各簇组形成了以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点的簇组成员关系表中。
3.如权利要求2所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在干:每个节点只存储该簇组成员关系表中相应一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
4.如权利要求2所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，步骤二还包括如下步骤: 步骤4.1，当网络中某簇组接收数据包时，由其簇头负责入口数据接收，然后查找本簇头节点的簇组成员关系表，找到其下一级节点集； 步骤4.2，簇头节点在步骤4.1所得的下一级节点集中依次选择ー个节点，并把从本簇组外接收的数据包处理权移交给该节点； 步骤4.3在步骤4.2获得数据包处理权的节点查找本节点的簇组成员关系表获得其下一级节点集；如果该节点的下一级节点集中有子节点，则依次选择ー个节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选节点，如果该节点的下一级节点集中没有子节点，则将该节点自身作为末端节点，转至步骤4.4，以此类推，直到该数据包处理权移交到无下ー级节点集子节点的末端节点为止； 步骤4.4，步骤4.3中的末端节点得到该数据包处理权后，把数据排到空余包处理队列进行排队，尽自身最大缓存能力进行该数据包的处理，处理完该数据包后，将数据包转发给该末端节点的簇组成员关系表中同级节点集中下ー个未探索节点，转至步骤4.3，直到所有具有包处理能力的本簇组成员全部进行了数据包的处理及转发为止，最后把数据包转发给本簇头，由簇头收集所有处理好的数据，依次排入输出队列，等待转发给其它簇组，本次数据包转发结束。
5.如权利要求4所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在干:如果步骤4.4末端节点数据包处理队列中待处理数据包已排整个队列长度的85%，则查询本节点簇组成员关系表中同级节点集，如果该节点的同级节点集中有子节点，则依次选择ー个同级节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选同级节点，如果本被选的同级节点有处理能力，则进行该数据包的处理，相反，则选择同级节点集中下ー个节点，转步骤4.3，直到选完为止，如果所有同级节点集中都无数据处理能力，则本末端节点返回到其上级节点，转步骤4.3。
6.如权利要求1所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，该数据传输方法还包括如下步骤: 步骤三,各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
7.如权利要求6所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，步骤三还包括如下步骤: 各簇组内簇头每隔若干时间检测本簇内是否有新节点加入，如果有，则通过探测包获取新节点的缓存大小信息，并从本节点簇组成员关系表开始，依次检索下一级节点集，依次比较缓存是否小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍，如是，则加入相应子节点的下ー级节点集，否则进入当前节点的下级节点继续进行比较； 各簇组内节点每隔若干时间依次发送探測包给本节点簇组成员关系表中的上级、同级和下级集合子节点，以检测它们的在线状态，如果预设时间以内得到正确回应，则不更新子节点状态，否则将子节点从本节点簇组成员关系表集合中删除。
8.—种移动Ad Hoc网络的数据传输系统，至少包括: 簇组成员关系建立模块，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息； 数据包转发模块，于某簇组接收数据包时，由族头接收数据，依据该簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据； 簇组成员关系更新和维护模块，利用各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
9.如权利要求8所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输系统，其特征在干，该簇组成员关系建立模块包括: 节点聚集及排序模组，对移动Ad Hoc网络环境下的各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序； 簇头选择模组，于各簇组选择缓存最大的节点作为簇头； 下ー级节点选择模组，利用各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点； 簇组成员关系建立模组，对各簇组建立以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点簇组成员关系表中，其中每个节点只存储该节点簇组成员关系表一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
10.如权利要求9所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输系统，其特征在干，该簇组成员关系建立模组的簇组成员 关系建立过程如下:各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行上述过程，直到本·簇内所有节点被选择完毕为止。
【文档编号】H04W28/02GK103596221SQ201310612783
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】王小刚 申请人:上海电机学院
【专利摘要】本发明公开了一种移动Ad?Hoc网络的数据传输方法及系统，该数据传输方法包括如下步骤：对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级－同级－下级的簇组成员关系信息；当网络中某簇组接收数据包时，由族头接收数据，依据所述簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下一级或同级节点向末端节点传送数据，本发明通过建立移动Ad?Hoc网络簇组成员关系信息，并依据成员关系进行数据转发和处理，使得承担数据包转发及处理的节点数大大减少，节省了时间，提高了效率。
【专利说明】一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络中的Ad Hoc网络的数据处理领域，特别是涉及ー种移动AdHoc网络的数据传输方法及系统。
【背景技术】
[0002]当前移动Ad Hoc网络应用逐渐兴起，各种智能手机、移动电脑、智能阅读器、无线路由器等支持无线应用的移动终端或节点都可以自动组织成应用网络，提供移动环境下的资源共享和各类应用服务。在这种环境下，各移动终端相互之间可以发送消息、传送普通文本、甚至传送和在线共享多媒体数据(视频、语音等)。然而，由于移动Ad Hoc网络是ー种无线自组织网络，不像设备相对固定的互联网络，在此网络中，各通信节点是移动的、局部聚集的，且可能由于数据传输的突发性而带来节点数据拥塞，进而引起丢包或节点掉线失效。因此，各节点之间数据传输的快速、高效性是ー个重要问题。现有技术中，也出现了ー些考虑无线自组织网络数据传输效率的路由协议，如AODV(无线自组网按需距离矢量路由协议)、DSR(动态源路由协议)、0LSR(优化的链路状态路由协议)>QOLSR(支持多度量QoS标准的扩展0LSR)。
[0003]然而，现有技术中，AODV协议实现的是源点按需路由，使用終点序列号来发现去往終点的最新路由的协议方法，多路路由应答数据包应答一个单ー请求会导致沉重的控制管理开销，造成数据传输低效。DSR协议类似于A0DV，也是按需路由，但是它使用源点路由，而不依据每个中间节点的路由表，中间节点使用路由缓存信息，但这种路由协议方法的路由保持机制不能局部修复断开的链路，在路由重建时期，各节点过时的路由缓存信息会导致不一致的情况，节点重连的配置时延消耗大于基于路由表的协议，从而导致数据处理和传输时间的延长，由于移动Ad Hoc网络节点的移动性，DSR性能较差，由于使用源路由机制，相当大的路由开销将会产生，只适合于固定的、低移动性的网络。OLSR协议继承了链路状态协议的稳定性，使用多点中继(MPR)，在路由跳数上来选择最佳路由，但跳数选择过多也会大大延长数据的传输时间。QOLSR扩展了 0LSR，从带宽、时延等多度量QoS标准上做了设计，但是它不能保证能选择到最大带宽且最短时延的路由，而且节点在基于ー跳、ニ跳的邻居结点中选择最佳节点组成MPR，从而形成最佳路由的过程时间代价太大，数据传输效率相应也受到很大影响。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法及系统，通过建立移动Ad Hoc网络簇组成员关系信息，并依据成员关系进行数据转发和处理，使得承担数据包转发及处理的节点数大大減少，节省了时间，提高了效率。
[0005]为达上述及其它目的，本发明提出一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法，包括如下步骤:[0006]步骤一，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息；
[0007]步骤ニ，当网络中某簇组接收数据包时，由族头接收数据，依据所述簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据。
[0008]进ー步地,步骤ー还包括如下步骤:
[0009]步骤2.1，各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序；
[0010]步骤2.2，各簇组选择缓存最大的节点作为簇头；
[0011]步骤2.3，各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存
0.5倍的节点作为簇头的下一级节点；
[0012]步骤2.4各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行步骤2.4，直到本簇内所有节点被选择完毕为止；
[0013]步骤2.5，最后，各簇组形成了以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点的簇组成员关系表中。
[0014]进ー步地，每个节点只存储该簇组成员关系表中相应一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
[0015]进ー步地,步骤ニ还包括如下步骤:
[0016]步骤4.1，当网络中某簇组接收数据包时，由其簇头负责入口数据接收，然后查找本簇头节点的簇组成员关系表，找到其下一级节点集；
[0017]步骤4.2，簇头节点在步骤4.1所得的下一级节点集中依次选择ー个节点，并把从本簇组外接收的数据包处理权移交给该节点；
[0018]步骤4.3在步骤4.2获得数据包处理权的节点查找本节点的簇组成员关系表获得其下一级节点集；如果该节点的下一级节点集中有子节点，则依次选择ー个节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选节点，如果该节点的下一级节点集中没有子节点，则将该节点自身作为末端节点，转至步骤4.4，以此类推，直到该数据包处理权移交到无下ー级节点集子节点的末端节点为止；
[0019]步骤4.4，步骤4.3中的末端节点得到该数据包处理权后，把数据排到空余包处理队列进行排队，尽自身最大缓存能力进行该数据包的处理，处理完该数据包后，将数据包转发给该末端节点的簇组成员关系表中同级节点集中下ー个未探索节点，转至步骤4.3，直到所有具有包处理能力的本簇组成员全部进行了数据包的处理及转发为止，最后把数据包转发给本簇头，由簇头收集所有处理好的数据，依次排入输出队列，等待转发给其它簇组，本次数据包转发结束
[0020]进ー步地，如果步骤4.4末端节点数据包处理队列中待处理数据包已排整个队列长度的85%，则查询本节点簇组成员关系表中同级节点集，如果该节点的同级节点集中有子节点，则依次选择ー个同级节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选同级节点，如果本被选的同级节点有处理能力，则进行该数据包的处理，相反，则选择同级节点集中下一个节点，转步骤4.3，直到选完为止，如果所有同级节点集中都无数据处理能力，则本末端节点返回到其上级节点，转步骤4.3。
[0021]进ー步地，该数据传输方法还包括如下步骤:
[0022]步骤三，各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
[0023]进ー步地，步骤三还包括如下步骤:
[0024]各簇组内簇头每隔若干时间检测本簇内是否有新节点加入，如果有，则通过探測包获取新节点的缓存大小信息，并从本节点簇组成员关系表开始，依次检索下一级节点集，依次比较缓存是否小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍，如是，则加入相应子节点的下一级节点集，否则进入当前节点的下级节点继续进行比较；
[0025]各簇组内节点每隔若干时间依次发送探測包给本节点簇组成员关系表中的上级、同级和下级集合子节点，以检测它们的在线状态，如果预设时间以内得到正确回应，则不更新子节点状态，否则将子节点从本节点簇组成员关系表集合中删除。
[0026]为达到上述目的，本发明还提供一种移动Ad Hoc网络的数据传输系统，至少包括:
[0027]簇组成员关系建立模块，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息；
[0028]数据包转发模块，于某簇组接收数据包吋，由族头接收数据，依据该簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据；
[0029]簇组成员关系更新和维护模块，利用各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
[0030]进ー步地，该簇组成员关系建立模块包括:
[0031]节点聚集及排序模组，对移动Ad Hoc网络环境下的各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序；
[0032]簇头选择模组，于各簇组选择缓存最大的节点作为簇头；
[0033]下ー级节点选择模组，利用各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点；
[0034]簇组成员关系建立模组，对各簇组建立以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点簇组成员关系表中，其中每个节点只存储该节点簇组成员关系表一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
[0035]进ー步地，该簇组成员关系建立模组的簇组成员关系建立过程如下:各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行上述过程，直到本簇内所有节点被选择完毕为止。
[0036]与现有技术相比，本发明ー种移动Ad Hoc网络的数据传输方法及系统，通过建立移动Ad Hoc网络簇组成员关系信息，并依据成员关系进行数据转发和处理，使得承担数据包转发及处理的节点数大大減少，节省了时间，提高了效率，本发明在使用簇组成员关系决策进行数据包传输过程中，既减少了节点的探索数目，从而減少了数据包转发时间，同时又兼顾了每个节点的处理能力，尽可能地防止出现因数据拥塞而造成丢包及节点失效掉线现象
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1为本发明一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法的步骤流程图；
[0038]图2为本发明较佳实施例中移动Ad Hoc网络的节点簇组模型示意图；
[0039]图3为本发明一种移动Ad Hoc网络的数据传输系统的系统架构图；
[0040]图4为本发明较佳实施例中移动A d Hoc网络的数据传输方法示例图。
【具体实施方式】
[0041]以下通过特定的具体实例并结合【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所掲示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0042]图1为本发明一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法的步骤流程图。如图1所示，本发明ー种移动Ad Hoc网络的数据传输方法，包括如下步骤:
[0043]步骤101，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的“上级一同级ー下级”簇组成员关系信息，每个成员节点只保存少量的关联成员信息。
[0044]图2为本发明较佳实施例中移动Ad Hoc网络的节点簇组模型示意图。在本发明较佳实施例中，步骤101还包括如下步骤:
[0045](I)移动Ad Hoc网络环境下，各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组A、B、C、D、E、......；每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序。
[0046](2)各簇组选择缓存最大的节点作为簇头，是负责本簇与外簇数据收发的汇聚节点，同时也具有本身的数据转发与处理功能。
[0047](3)各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点(Subordinate)。
[0048](4)各簇头节点的Subordinate节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍(即0.5至I之间)的节点作为本子节点的Subordinate节点，即，同时各子节点以簇头为Superior节点、以本级其它子节点为Peer节点集，以此类推反复进行第(4)步，直到本簇内所有节点被选择完毕为止。
[0049](5)最后，各簇组形成了以各自簇头为起始的上级一同级ー下级(Superior—Peer一Subordinate)的簇组成员关系，并将姆ー步建立的成员关系信息存储在如表I及表2所示的各节点簇组成员关系表中，其中每个节点只存该表一行节点信息，保存在相应节点缓存中。
[0050]表I族组A成员关系表(甸行由相应节点缓存中保存)
[0051]
【权利要求】
1.一种移动Ad Hoc网络的数据传输方法，包括如下步骤: 步骤一，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息； 步骤二，当网络中某簇组接收数据包吋，由族头接收数据，依据所述簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据。
2.如权利要求1所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，步骤ー还包括如下步骤: 步骤2.1，各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序； 步骤2.2，各簇组选择缓存最大的节点作为簇头； 步骤2.3，各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点； 步骤2.4各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行步骤2.4，直到本簇内所有节点被选择完毕为止； 步骤2.5，最后，各簇组形成了以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点的簇组成员关系表中。
3.如权利要求2所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在干:每个节点只存储该簇组成员关系表中相应一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
4.如权利要求2所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，步骤二还包括如下步骤: 步骤4.1，当网络中某簇组接收数据包时，由其簇头负责入口数据接收，然后查找本簇头节点的簇组成员关系表，找到其下一级节点集； 步骤4.2，簇头节点在步骤4.1所得的下一级节点集中依次选择ー个节点，并把从本簇组外接收的数据包处理权移交给该节点； 步骤4.3在步骤4.2获得数据包处理权的节点查找本节点的簇组成员关系表获得其下一级节点集；如果该节点的下一级节点集中有子节点，则依次选择ー个节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选节点，如果该节点的下一级节点集中没有子节点，则将该节点自身作为末端节点，转至步骤4.4，以此类推，直到该数据包处理权移交到无下ー级节点集子节点的末端节点为止； 步骤4.4，步骤4.3中的末端节点得到该数据包处理权后，把数据排到空余包处理队列进行排队，尽自身最大缓存能力进行该数据包的处理，处理完该数据包后，将数据包转发给该末端节点的簇组成员关系表中同级节点集中下ー个未探索节点，转至步骤4.3，直到所有具有包处理能力的本簇组成员全部进行了数据包的处理及转发为止，最后把数据包转发给本簇头，由簇头收集所有处理好的数据，依次排入输出队列，等待转发给其它簇组，本次数据包转发结束。
5.如权利要求4所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在干:如果步骤4.4末端节点数据包处理队列中待处理数据包已排整个队列长度的85%，则查询本节点簇组成员关系表中同级节点集，如果该节点的同级节点集中有子节点，则依次选择ー个同级节点，将上级给的数据包处理权继续移交给本被选同级节点，如果本被选的同级节点有处理能力，则进行该数据包的处理，相反，则选择同级节点集中下ー个节点，转步骤4.3，直到选完为止，如果所有同级节点集中都无数据处理能力，则本末端节点返回到其上级节点，转步骤4.3。
6.如权利要求1所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，该数据传输方法还包括如下步骤: 步骤三,各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
7.如权利要求6所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输方法，其特征在于，步骤三还包括如下步骤: 各簇组内簇头每隔若干时间检测本簇内是否有新节点加入，如果有，则通过探测包获取新节点的缓存大小信息，并从本节点簇组成员关系表开始，依次检索下一级节点集，依次比较缓存是否小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍，如是，则加入相应子节点的下ー级节点集，否则进入当前节点的下级节点继续进行比较； 各簇组内节点每隔若干时间依次发送探測包给本节点簇组成员关系表中的上级、同级和下级集合子节点，以检测它们的在线状态，如果预设时间以内得到正确回应，则不更新子节点状态，否则将子节点从本节点簇组成员关系表集合中删除。
8.—种移动Ad Hoc网络的数据传输系统，至少包括: 簇组成员关系建立模块，对全网节点依据节点之间的相互距离进行聚集，形成若干簇组，并在各簇组内建立各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系信息； 数据包转发模块，于某簇组接收数据包时，由族头接收数据，依据该簇组成员关系信息及空余包队列占比，按簇组成员关系经下ー级或同级节点向末端节点传送数据； 簇组成员关系更新和维护模块，利用各簇组内簇头实时检测本簇内是否有新节点加入，以对本簇内的簇组成员关系进行更新和维护。
9.如权利要求8所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输系统，其特征在干，该簇组成员关系建立模块包括: 节点聚集及排序模组，对移动Ad Hoc网络环境下的各节点根据相互之间的距离聚集为若干簇组，每个簇组内节点再根据各自的缓存大小进行初步排序； 簇头选择模组，于各簇组选择缓存最大的节点作为簇头； 下ー级节点选择模组，利用各簇头节点在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为簇头的下一级节点； 簇组成员关系建立模组，对各簇组建立以各自簇头为起始的上级一同级ー下级的簇组成员关系，并将每一歩建立的成员关系信息存储在各节点簇组成员关系表中，其中每个节点只存储该节点簇组成员关系表一行的节点信息，保存在相应节点缓存中。
10.如权利要求9所述的ー种移动AdHoc网络的数据传输系统，其特征在干，该簇组成员关系建立模组的簇组成员 关系建立过程如下:各簇头节点的下一级节点集中的各子节点依次在本簇内未选节点中选择小于自身缓存且大于自身缓存0.5倍的节点作为本子节点的下ー级节点，同时各子节点以簇头为上级节点、以本级其它子节点为同级节点集，以此类推反复进行上述过程，直到本·簇内所有节点被选择完毕为止。
【文档编号】H04W28/02GK103596221SQ201310612783
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】王小刚 申请人:上海电机学院
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1