專利名稱：移動網(wǎng)絡(luò)中的按需反應(yīng)性路由的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體來說，涉及移動專門無線網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)的方法。
背景技術(shù)：
過去十年，無線網(wǎng)絡(luò)得到了很大的發(fā)展。最快速發(fā)展的領(lǐng)域之一是移動專門網(wǎng)絡(luò)。從物理上來講，移動專門網(wǎng)絡(luò)包括許多在地理位置上分布的，共享共同的無線電信道的潛在的移動節(jié)點。與諸如蜂窩網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之類的其他類型的網(wǎng)絡(luò)相比，移動專門網(wǎng)絡(luò)的最顯著的特征是缺少任何固定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)可以只由移動節(jié)點構(gòu)成，在節(jié)點彼此之間進行數(shù)據(jù)傳輸時，“動態(tài)地”形成了網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)不依賴特定節(jié)點，并隨著某些節(jié)點加入或另一些節(jié)點離開網(wǎng)絡(luò)而動態(tài)地進行調(diào)整。
由于這些獨特的特征，因此，需要可以適應(yīng)于頻繁的拓?fù)渥兓挠糜诳刂茖ｉT網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)流的路由協(xié)議。近年來，出現(xiàn)了兩個基本類別的專門路由協(xié)議，即，反應(yīng)性或“按需”協(xié)議，以及主動或表驅(qū)動的協(xié)議。當(dāng)響應(yīng)路由請求需要到目的地的特定路由時，反應(yīng)性協(xié)議收集路由信息。反應(yīng)性協(xié)議的示例包括專門按需距離矢量(AODV)路由、動態(tài)源路由(DSR)，以及臨時排序路由算法(TORA)。
另一方面，主動路由協(xié)議試圖維護從網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點到所有其他節(jié)點的一致而最新的路由信息。這樣的協(xié)議通常要求每一個節(jié)點維護一個或多個表，以存儲路由信息，它們通過將更新在整個網(wǎng)絡(luò)中傳播以維護網(wǎng)絡(luò)的一致的視圖來響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械淖兓?。這樣的主動路由協(xié)議的示例包括目的地序列距離-矢量(DSDV)路由(在協(xié)議在授予佩爾金的美國專利No.5,412,654)；無線路由協(xié)議(WRP)；以及群集頭網(wǎng)關(guān)交換機路由(CGSR)。使用主動和反應(yīng)性兩種方法的混合協(xié)議有區(qū)域路由協(xié)議(ZRP)，這在授予哈斯的美國專利No.6,304,556中進行了說明。
專門網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展所面臨的一個挑戰(zhàn)是擴展這樣的網(wǎng)絡(luò)以包含大量的節(jié)點?，F(xiàn)有技術(shù)中的一個這樣做的嘗試是利用“脊柱”路由，如在Das等人在“Routing in Ad hoc Networks using MinimumConnected Dominating Sets，”IEEE int.Conf.On Commun.(ICC′97)，1997”所說明的最佳脊柱路由(OSR)方法中所采用的。在此方法中，定義了脊柱或“虛擬主干網(wǎng)”，以便每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都不只是從脊柱節(jié)點的一個跳躍。在每一個脊柱節(jié)點中維護全局拓?fù)?鏈路狀態(tài))，在每一個脊柱節(jié)點中運行了鏈路狀態(tài)路由算法，以產(chǎn)生到每一個目的地的當(dāng)前路由。
另一個相關(guān)的方法是群集脊柱路由(CSR)，這由Das等人在“Routing in Ad hoc Networks using a Spine，”IEEE.Int.Conf.OnComputer Commun.and Networks(IC3N′97)，1997中進行了說明。此方法通過對群集中的節(jié)點進行分組并將第二層次級別添加到OSR方法來將脊柱路由的適用性擴展到較大的網(wǎng)絡(luò)中。另一個方法是Sivakumar等人在“The Clade VertebrataSpines and Routing in Adhoc Networks，”IEEE Symposium On Computer and Commun.，1998”所說明的部分知識脊柱路由(PSR)。
上述采用現(xiàn)有技術(shù)的群集/脊柱方法中的每一個方法的一個共同特征是它們都依賴主動路由。主動路由的一個潛在的缺點是，它通常要求大量的路由開銷，以一直維護到所有目的地的最佳路由。當(dāng)應(yīng)用于包括許許多多節(jié)點的專門網(wǎng)絡(luò)時，此問題可能變得特別尖銳。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述背景，因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供特別適合具有相對比較多的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)的在專門網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。
用于在包括分組為節(jié)點群集(其中，每一個群集都具有指定的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點)的多個節(jié)點和連接多個節(jié)點的多個無線鏈路的無線專門網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法提供了根據(jù)本發(fā)明的此目標(biāo)及其他目標(biāo)、特點和優(yōu)點。該方法可以包括從源群集的源節(jié)點向源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點發(fā)送群集級別的路由請求，以及響應(yīng)群集級別的路由請求并使用多個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點確定源群集與包括目的節(jié)點的目的群集之間的群集級別的路由。此外，還可以確定從源節(jié)點到沿著群集級別的路由的節(jié)點級別的路由，沿著節(jié)點級別的路由的每一個節(jié)點都可以存儲沿著節(jié)點級別的路由的下一個節(jié)點的地址。另外，基于沿著節(jié)點級別的路由的每個下一個節(jié)點的地址，通過節(jié)點級別的路由，從源節(jié)點向目的節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)。
具體來說，該方法可以進一步包括產(chǎn)生任務(wù)數(shù)據(jù)包，所述任務(wù)數(shù)據(jù)包包括目的節(jié)點的地址，傳輸?shù)倪^程進一步包括基于任務(wù)數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)據(jù)。此外，可以為沿著群集級別的路由確定相應(yīng)的群集目標(biāo)節(jié)點。如此，確定節(jié)點級別的路由的過程可以包括確定從源節(jié)點到沿著群集級別的路由的下一個相鄰群集的群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由，以及確定從每一個群集目標(biāo)節(jié)點到沿著群集級別的路由的下一個群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由。
此外，沿著群集級別的路由的每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點都可以存儲沿著群集級別的路由的下一個群集的地址。每一個群集目標(biāo)節(jié)點還可以輪詢其相應(yīng)的群集目標(biāo)節(jié)點以獲取下一個群集地址，每一個群集目標(biāo)節(jié)點都可以基于下一個群集地址確定下一個群集目標(biāo)節(jié)點。
目的節(jié)點的地址與其相應(yīng)的群集的地址一起存儲在源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點中。該方法還可以包括通過目的節(jié)點的地址索引存儲在源節(jié)點中的沿著節(jié)點級別的路由的下一個節(jié)點的地址。
此外，將至少包括源群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點和目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的多個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點分組到領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點群集中，可以確定領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點群集內(nèi)的從源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點到目的群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的高級別的路由。此外，群集級別的路由可以至少包括沿著高級別的路由的具有相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的群集。
確定群集級別的路由的過程還可以包括確定群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的指定通信鏈路，以及通過指定的通信鏈路從源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點向其余的群集領(lǐng)導(dǎo)發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求。此外，可以沿著群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求的傳送路由從目的群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點向源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點返回群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答。
具體來說，至少一個指定的通信鏈路可以包括不是群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的節(jié)點。此外，每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點都可以存儲相鄰的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的身份，發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求的過程可以包括從每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點向其相鄰的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求。此外，還可以定期輪詢相鄰的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點以維護當(dāng)前地址。此外，傳送路由可以包括源和目的群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的最少數(shù)量群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。諸如延遲、鏈路容量、可用性之類的其他路徑量度也可以用來確定最佳路由。
還可以提供根據(jù)本發(fā)明的移動專門網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可以包括分組為節(jié)點群集(其中，每一個群集都具有指定的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點)的多個節(jié)點，以及連接所述多個節(jié)點的多個無線鏈路。多個節(jié)點可以在相互之間發(fā)送數(shù)據(jù)，如上文所簡要描述的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的專門網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖2是顯示沿著群集級別的路由的節(jié)點級別的路由的圖1的專門網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖3是顯示多個層次級別的圖1的專門網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于在專門網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
圖5是詳細(xì)地顯示圖5的群集級別的路由發(fā)現(xiàn)進程的流程圖。
圖6是詳細(xì)地顯示圖5的節(jié)點級別的路由發(fā)現(xiàn)進程和數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D。
圖7是顯示使用動態(tài)源路由(DSR)的圖5的方法的另一個實施例的流程圖。
圖8是顯示使用專門按需矢量(AODV)路由的本發(fā)明的另一個實施例的流程圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的路由錯誤恢復(fù)的方法的流程圖。
圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明的對群集進行分組和指定群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的示意圖。
具體實施例方式
下文將參考附圖比較全面地描述本發(fā)明，在附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的方式實施，不應(yīng)該理解為僅局限于的這里闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本說明書比較全面和完整，并向那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員全面地傳達本發(fā)明的范圍。相同的編號表示相同的元素，帶撇號和帶多個撇號的符號用來表示其他實施例中的類似的元素。
首先請參看圖1，根據(jù)本發(fā)明的移動專門網(wǎng)絡(luò)10包括通過無線通信鏈路13連接的多個節(jié)點11。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，節(jié)點11可以是借助于無線調(diào)制解調(diào)器以及其它設(shè)備能夠在無線專門網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進行通信的任何類型合適的無線通信設(shè)備。當(dāng)然，如果愿意，某些節(jié)點11也可以可選地連接到固定的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，節(jié)點11優(yōu)選情況下被分組到群集12中，如圖1中的包圍相應(yīng)的節(jié)點組的圓所示。下面將詳細(xì)描述將節(jié)點11分組到群集12的過程。對于每一個群集12，其中一個節(jié)點11被指定為相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33。下面將進一步詳細(xì)描述指定群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33的過程以及其功能。為清楚起見，當(dāng)這里分別討論群集12時，將通過其相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的引用編號來表示特定的群集。例如，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21在群集21內(nèi)等等。
現(xiàn)在將參考圖4-6的流程圖描述根據(jù)本發(fā)明的用于在專門網(wǎng)絡(luò)10內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。該方法通過在方框41中將節(jié)點11分組到群集12中開始(方框40)。將節(jié)點11分組到群集12的過程可以采用各種方法。一般而言，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，優(yōu)選情況下，進行群集分組的決定和群集領(lǐng)導(dǎo)的選擇是基于一般化的度量來進行的，并選擇了參數(shù)以滿足特定的網(wǎng)絡(luò)要求。
作為示例，節(jié)點11可以基于群集關(guān)聯(lián)度量選擇要加入的群集12?？梢詾楣?jié)點11可以關(guān)聯(lián)的每一個潛在的群集12計算此度量，它可以基于節(jié)點與相關(guān)群集的“匹配”程度來進行。群集關(guān)聯(lián)度量可以是簡單的跳躍計數(shù)度量，其中，為到群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的路徑計算跳躍計數(shù)。在此簡單的情況下，節(jié)點將與在跳躍計數(shù)中最近的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點關(guān)聯(lián)。
其他量度可以考慮諸如在kN跳躍內(nèi)到所有群集成員的路徑量度、在kN跳躍內(nèi)群集成員的數(shù)量、到群集領(lǐng)導(dǎo)的路徑量度，和/或群集領(lǐng)導(dǎo)量度之類的量度。有多種可能的方法，用于以將這些量度結(jié)合起來，以為群集關(guān)聯(lián)創(chuàng)建一個統(tǒng)一的量度。一個示例是其中節(jié)點為與群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點m關(guān)聯(lián)計算量度MmCA的加權(quán)總和MmCA=MmCL+a·MmPCL+c(nm)b·ΣiMiP,(1)]]>其中，nm是位于群集m中的kN跳躍鄰近區(qū)域內(nèi)的節(jié)點數(shù)量，MiP是到該鄰近地區(qū)中的ith節(jié)點的路徑量度，MmPCL是到群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點m的路徑量度，MmCL是群集領(lǐng)導(dǎo)量度，a、b和c是符合網(wǎng)絡(luò)要求的參數(shù)。當(dāng)然，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，也可以使用其他合適的方法。
上述參數(shù)允許在以最小的路徑量度選擇群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33與以最小路徑量度選擇群集12之間與在群集中有盡可能多的節(jié)點11關(guān)聯(lián)中取得折中。節(jié)點11選擇群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33，它與其具有最小的群集關(guān)聯(lián)量度MmCA作為要加入的領(lǐng)導(dǎo)。此外，可以確定跳躍計數(shù)限制，該限制要求新群集成員在群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的跳躍kc內(nèi)，以及對每個群集的節(jié)點數(shù)量的限制LCL。
上述計算中所使用的路徑量度可以包括諸如跳躍計數(shù)、延遲、可用容量、節(jié)點耐久性和/或鏈路耐久性之類的一個或多個分量作為節(jié)點或鏈路量度，雖然正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，也可以使用其他合適的方法。也可以作為沿著路徑的鏈路和節(jié)點量度分量的加權(quán)總和來計算路徑量度。
在方框42中，如果上述群集關(guān)聯(lián)量度不在某些限度內(nèi)，那么，節(jié)點11可以選擇嘗試成為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點并構(gòu)成新群集12。在這樣做時，它可以與其kN跳躍鄰居競爭成為群集領(lǐng)導(dǎo)。另一個量度(群集領(lǐng)導(dǎo)量度)也可以用于此用途。一般而言，群集領(lǐng)導(dǎo)量度是基于節(jié)點11為其kN跳躍鄰居執(zhí)行群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的任務(wù)的良好程度來確定的。
具體來說，群集領(lǐng)導(dǎo)量度可以呈現(xiàn)多種形式中的一種。它可以是kN跳躍鄰近區(qū)域中可達到的節(jié)點的數(shù)量。然而，在某些情況下可能需要量度的其他分量。優(yōu)選情況下，群集領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該在其作為群集領(lǐng)導(dǎo)而工作方面是“持久的”，即，而不是在通電和睡眠模式之間周期性地變化。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，間歇地操作的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33可能會在層次拓?fù)渲挟a(chǎn)生中斷的動力。
如此，競爭成為群集領(lǐng)導(dǎo)的節(jié)點11可以使用諸如kN跳躍鄰近區(qū)域中可達到的節(jié)點的數(shù)量、到這些節(jié)點的路徑量度、到相鄰的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33的路徑量度、總的節(jié)點鏈路容量、節(jié)點持久性，以及節(jié)點相對移動性之類的一個或多個分量來計算它們的群集領(lǐng)導(dǎo)量度MmCL。當(dāng)然，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，也可以使用其他量度分量。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，對于給定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，群集領(lǐng)導(dǎo)量度可以以類似于上述針對群集關(guān)聯(lián)量度的公式(1)所顯示的方式作為該應(yīng)用所需要的那些分量的相應(yīng)的組合來構(gòu)成。
如下面所進一步討論的，每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33都定期廣播群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點通告(CLNANN)消息(傳播限制為nCL跳躍)。此消息的傳播限制可以這樣，以便它可以到達所有群集成員以及所有相鄰群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。此消息將宣布某節(jié)點作為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，并包括該節(jié)點的群集領(lǐng)導(dǎo)量度。此外，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，它可以包括占位符，以允許傳播它所借助的任何路徑的路徑量度的累積。
正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，多種形式的路徑量度也是可以的，路徑量度可以作為一個或多個分量累積或者作為其每一個節(jié)點重新傳輸CLNANN消息并將其影響附加到矢量量度的矢量。路徑量度和群集領(lǐng)導(dǎo)量度允許任何節(jié)點計算群集關(guān)聯(lián)量度。還可以理解，加入或與群集關(guān)聯(lián)的過程以及選擇群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的過程，雖然為清楚起見這里進行了單獨的描述，事實上，可以如此緊密相關(guān)，在某些實施例中，它們可以以單一的復(fù)合算法來實現(xiàn)。
現(xiàn)在將參考圖10進一步地討論群集關(guān)聯(lián)和選擇群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的操作細(xì)節(jié)，圖中概要顯示了選擇新群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的情況。群集101和102分別包括指定的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點101和102。為清楚起見，用于特定的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的相同引用數(shù)字還將用來表示其相應(yīng)的群集?，F(xiàn)在將使用圖10中所示的示例，討論與定期消息發(fā)布、節(jié)點通電選擇和群集關(guān)聯(lián)、群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點選擇、鏈路故障、節(jié)點故障和新鏈路添加關(guān)聯(lián)的操作細(xì)節(jié)。
關(guān)于定期消息發(fā)布，可以使用兩種類型的定期消息。如上文所簡要討論的，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點101、102發(fā)出定期的CLNANN消息。此消息宣布節(jié)點的存在作為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。它傳播nCL個跳躍，以便它到達相鄰群集中的所有節(jié)點，具體來說，相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。此消息可以包括群集領(lǐng)導(dǎo)量度以及重新廣播消息的節(jié)點的占位符，以累積從群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點到沿著每一個遍歷的路徑的任何節(jié)點的路徑的路徑量度。
群集領(lǐng)導(dǎo)量度還可以用來將此量度通知給群集中的其他節(jié)點。這是為了讓可以成為更好的群集領(lǐng)導(dǎo)的任何其他節(jié)點可以基于此量度判斷它是否應(yīng)該競爭成為領(lǐng)導(dǎo)。每一個普通節(jié)點11還可以廣播鄰近區(qū)域HELLO消息，該消息將廣播kN個跳躍，以便它到達節(jié)點的kN跳躍鄰近區(qū)域中的所有節(jié)點。這就允許kN跳躍鄰近區(qū)域中的所有節(jié)點將路徑量度信息集中到鄰近區(qū)域中的所有節(jié)點。以這樣的方式獲得的路徑量度可以用來構(gòu)成群集領(lǐng)導(dǎo)和群集關(guān)聯(lián)量度。
關(guān)于節(jié)點通電和群集關(guān)聯(lián)，在通電時，節(jié)點11可以執(zhí)行下列步驟。節(jié)點11可以“監(jiān)聽”來自相鄰群集中的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的定期CLNANN消息，以識別它可以加入的潛在的群集。此外，它還可以監(jiān)聽來自kN跳躍鄰近地區(qū)中的節(jié)點11的定期HELLO消息，以將路徑量度信息集中到其kN跳躍鄰近區(qū)域中的所有節(jié)點。另外，它還可以將廣播定期HELLO消息廣播到其kN跳躍鄰近區(qū)域中的所有節(jié)點。然后，可以為每一個相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)m和群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點m構(gòu)成群集關(guān)聯(lián)量度MmCA，并可以選擇具有最小群集關(guān)聯(lián)量度MmCA的群集作為要加入的群集。
優(yōu)選情況下，量度MmCA將小于閾值Tj，以表示要被考慮的節(jié)點與要加入的群集足夠近。如果滿足此閾值，那么，將向群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點m發(fā)送群集加入消息CLJOIN。如果群集中的節(jié)點數(shù)量小于每個群集的節(jié)點數(shù)量限制LCL，那么，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點接受群集中的節(jié)點，并向節(jié)點發(fā)送接受消息CLACCEPT。如果群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點不能接受另一個成員，那么，它將向節(jié)點發(fā)送拒絕消息CLREJECT。另外，如果節(jié)點被拒絕，那么，它可以選擇次好的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點作為其備份，并重復(fù)加入該群集的過程。
在上述過程之后節(jié)點11通常將在通電之后不久成為群集12的成員。在某些情況下，如在網(wǎng)絡(luò)啟動時，它將無法找到要與其完成關(guān)聯(lián)的可以接受的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33。在此情況下，節(jié)點11可以決定競爭成為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。
如果普通節(jié)點103決定競爭成為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，則它可以啟動下列過程。節(jié)點103可以向其kN跳躍鄰近區(qū)域中的所有節(jié)點11廣播特殊類型的CLNANN消息，該消息宣布其要競爭成為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，這包括由節(jié)點所計算出的群集領(lǐng)導(dǎo)量度。為確?？煽啃裕琸N跳躍鄰近區(qū)域中的每一個節(jié)點11優(yōu)選情況下將響應(yīng)CLNANN消息。正如那些精通相關(guān)技術(shù)的普通人員所理解的，將通過單播傳送向沒有作出響應(yīng)的任何節(jié)點11發(fā)送跟蹤CLNANN消息。
積極地響應(yīng)CLNANN消息的節(jié)點11返回一個CLNANN消息，表明同意節(jié)點103可以成為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。它這樣做是因為，它本身不能成為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，或者，它的群集領(lǐng)導(dǎo)量度比在原始CLNANN消息中接收到的群集領(lǐng)導(dǎo)量度大。對CLNANN消息作出否定響應(yīng)的節(jié)點11返回CINANN消息，該消息宣布，它的群集領(lǐng)導(dǎo)量度比在原始CLNANN消息中接收到的群集領(lǐng)導(dǎo)量度更好，它將成為更好的群集領(lǐng)導(dǎo)。如果群集領(lǐng)導(dǎo)量度相同，則可以將群集領(lǐng)導(dǎo)角色給予具有最小節(jié)點ID的節(jié)點，盡管還可以使用其他判決方法。
如果所有CLNANN消息響應(yīng)都是肯定的，或者，如果有競爭，但節(jié)點103贏得群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點角色，那么，該節(jié)點承擔(dān)群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點角色。然后，它開始定期廣播要傳播nCL跳躍的常規(guī)CLNANN消息，以到達相鄰群集12中的所有節(jié)點11和相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。其他節(jié)點11現(xiàn)在可以開始考慮它們是否應(yīng)該加入此新群集。此外，如果另一個節(jié)點贏得表明同意節(jié)點角色，那么，節(jié)點103將考慮它是否應(yīng)該加入此新群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的群集。
下面將進一步詳細(xì)討論鏈路/節(jié)點故障和路由恢復(fù)，但此時在群集分組和群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點指定的上下文中進行簡要討論是適當(dāng)?shù)摹＞唧w來說，當(dāng)節(jié)點11丟失到相鄰節(jié)點的鏈路時，它可以執(zhí)行某些操作。即，它可以測試其到其群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的路徑，以判斷它是否可以停留中同一個群集中。如果它不能找到通往群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由，那么，它可以與另一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點關(guān)聯(lián)。另一方面，如果節(jié)點11判斷它仍具有到群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的路徑，那么，它可以重新評估到此群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點和到相鄰群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的群集關(guān)聯(lián)量度。
如果群集關(guān)聯(lián)量度增加到另一個閾值TL以上的一個值，即，MmCA>TL>Tj,]]>那么，優(yōu)選情況下它將離開群集，并可能查找其群集關(guān)聯(lián)量度滿足加入的標(biāo)準(zhǔn)的相鄰群集，如上文所述。此外，節(jié)點11可能發(fā)現(xiàn)，它具有比相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點更好的群集關(guān)聯(lián)量度。如果其當(dāng)前關(guān)聯(lián)是與群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點m，其最佳相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點是節(jié)點k，那么，如果節(jié)點k具有群集關(guān)聯(lián)量度，該量度好于指定的閾值，則節(jié)點可以與相鄰群集關(guān)聯(lián)。即，如果MmCA-MkCA>ΔCL,]]>那么它從群集m切換到群集k。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，在多種情況下，節(jié)點可能發(fā)現(xiàn)，它應(yīng)該嘗試使用上文所定義的過程構(gòu)成新群集并競爭群集領(lǐng)導(dǎo)角色。
關(guān)于節(jié)點故障，無論是普通節(jié)點還是群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33都可能會遇到故障或關(guān)機的情況。普通節(jié)點(即，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33之外的節(jié)點)的故障可能等同于由節(jié)點的鄰居檢測到的潛在的多種鏈路故障。這些節(jié)點都將它當(dāng)作是鏈路故障來對此故障作出響應(yīng)，并進入根據(jù)上文所定義的過程。潛在地破壞性比較強的另一種類型的故障是群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的故障。此故障可以由相鄰節(jié)點通過鏈路丟失來檢測，并由群集中的其他節(jié)點通過定期CLNANN消息廣播的丟失來進行檢測。如果群集關(guān)聯(lián)量度足夠好，同一個群集中的節(jié)點可以使用上文所定義的過程選擇它們可以與其關(guān)聯(lián)的相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)?；蛘?，一個或多個節(jié)點可以使用上文所定義的群集領(lǐng)導(dǎo)選擇過程來競爭成為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-23。
除了上文討論的由節(jié)點所產(chǎn)生的拓?fù)鋭恿玩溌饭收贤?，鏈路添加還可以產(chǎn)生拓?fù)渥兓ｆ溌泛凸?jié)點故障易于使節(jié)點11在拓?fù)渖献兊酶h。相反，鏈路添加易于使節(jié)點11在拓?fù)渖献兊酶拷?，從而改善路徑量度。流量動力也可以具有類似的效果。這可以具有使一個群集中的節(jié)點最終具有與相鄰群集更好的群集關(guān)聯(lián)量度的效果。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，節(jié)點11可以使用上文所定義的相同過程來判斷它是否應(yīng)該切換其群集關(guān)聯(lián)。如果節(jié)點的當(dāng)前關(guān)聯(lián)是與群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點m，其最佳相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點是節(jié)點k，那么，如果節(jié)點k具有群集關(guān)聯(lián)量度，該量度更好指定的閾值，則節(jié)點可以與相鄰群集關(guān)聯(lián)。即，如果MmCA-MkCA>ΔCL,]]>那么它從群集m切換到群集k。
此外，兩個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點可以彼此非?？拷?，使消除其中一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點成為可能。如果兩個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的路徑量度小于指定的閾值Δp，并且如果其中之一可以支持兩個群集的群集成員的總數(shù)，那么，可以確定更好的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，其他節(jié)點可以撤回其群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點角色。隨著群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點移動使得彼此靠近，普通節(jié)點可以使用群集關(guān)聯(lián)量度，自然地遷移到它們的作為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的最佳選擇。如此，決定兩個節(jié)點中的哪一個應(yīng)該是其余的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的過程將基于每一個節(jié)點的群集成員的數(shù)量以及其群集領(lǐng)導(dǎo)量度來進行。在其中一個節(jié)點撤回其群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點角色之后，與它關(guān)聯(lián)的普通節(jié)點可以選擇與其余群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點關(guān)聯(lián)或它們的其他相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點中的任何一個關(guān)聯(lián)。
在方框43中，當(dāng)源群集(在圖1的所顯示的示例中，群集21)中的特定源節(jié)點14需要向目的群集(這里，群集32)中的目的節(jié)點15發(fā)送數(shù)據(jù)時，源節(jié)點可以方便地向其相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(這里，節(jié)點21)發(fā)送群集級別的路由請求(CLRR)。然后，在方框44中，源群集21響應(yīng)群集級別的路由請求，開始確定源群集21和目的群集32之間的群集級別的路由的過程。即，與現(xiàn)有技術(shù)的脊柱/群集路由所使用的主動方法相反，以反應(yīng)性方式確定群集級別的路由。
群集級別的路由是從源群集到目的群集的路由中的群集12的特定順序。請具體參看圖5，現(xiàn)在將詳細(xì)描述確定群集級別的路由的過程。此過程從在方框51中確定群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33之間的指定的通信鏈路16開始(方框50)。指定的通信鏈路16如圖1中的虛線所示，并可以在概念上視為群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33之間的“虛擬”鏈路。每一個指定的通信鏈路都可以包括相鄰群集12中的連接群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33的單一跳躍或多跳躍路徑。即，每一個指定的鏈路都可以包括一個或多個不是群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33的中間節(jié)點11，或者，在它們之間沒有這樣的中間節(jié)點。
確定指定的鏈路16的過程可以包括由群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點通過有限廣播發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點通告(CLNANN)消息，以向所有相鄰群集宣布，它是指定群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。如這里所使用的，“相鄰群集”是兩個群集12，其中一個群集中的至少一個節(jié)點11直接連接到另一個群集中的至少一個節(jié)點。
一旦群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33知道，另一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點在相鄰群集中存在，它就獲得到該群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由(即，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的指定的通信鏈路16)。這兩個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點維護了它們之間的指定的通信鏈路16和彼此關(guān)聯(lián)的量度。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，此量度可以包括指定的通信鏈路16中的許多跳躍，諸如帶寬、可用性等等之類的服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù)。優(yōu)選情況下，這樣的量度還可以用于其他指定的鏈路16。
優(yōu)選情況下，每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點都存儲所有其相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的地址，并維護了到每一個相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的指定的通信鏈路16。一旦確定了指定的通信鏈路，如果由源節(jié)點14請求的群集級別的路由不是源群集附近的其中一個群集，那么，源群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21可以開始群集級別的路由發(fā)現(xiàn)進程。
該過程的開始是在方框52中通過指定的通信鏈路16從源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21向其余的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點22-31發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求(CLNRR)。具體來說，這可以來通過從源群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21向每一個其相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(這是圖1中顯示的示例中的群集節(jié)點23、25)發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求來完成。然后，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點23、25又將群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求轉(zhuǎn)發(fā)到每一個其相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點等等，直到請求被所有群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33接收。
正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，由于不使用全局廣播，上述方法大大地節(jié)省了開銷流量。即，廣播只需要無線鏈路13的子集。在此過程中可以使用伸縮圈搜索，以便進一步限制所需的通信開銷傳輸。此外，可以將群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求發(fā)送到目的地，以發(fā)現(xiàn)到單一群集、到群集列表或到所有群集的路由。群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求還可以包括累積的量度，該量度可以表明需要查找到的每一個群集級別的路由。作為示例，累積的量度可以是沿著到指定的目的群集32的路由在群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33之間的指定的通信鏈路16的鏈路量度的累積。
在方框53中，當(dāng)群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求被目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點32接收時，目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點以群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答(CLRREP)。此群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答被目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點32用來將群集級別的路由返回到源群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21。此消息通過群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求所經(jīng)過的傳送路由(即，連接源群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21和目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點32的指定的通信鏈路16)返回。
群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答中的信息可以包括傳送路由上的群集的順序，盡管其他變化也是可以的，如下面所進一步討論的。此外，可以返回特定傳送路由的路徑量度(或可以合并以構(gòu)成路徑量度的分量)。當(dāng)然，有可能會發(fā)生這樣的情況目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點32可以從一個以上的其相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(即，圖1中所示的示例中的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點26、31和33)接收相同的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求消息。在這樣的情況下，目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點32還可以返回與這些相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點中的每一個關(guān)聯(lián)的每一個傳送路由的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答。
在方框54中，一旦源群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21收集對應(yīng)于給定群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求的所有群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答，那么，它可以使用每一個傳送路由的路徑量度，以從傳送路由中選擇最佳路由作為群集級別的路由。當(dāng)然，在某些實施例中，目的節(jié)點15可以從那些可用的傳送路由中選擇最佳傳送路由，并沿著最佳路徑只返回群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答，從而確定群集級別的路由。
在任何一種情況下，一旦選擇，那么最佳路由可以存儲在路由緩存或表中。作為示例，用于選擇群集級別的路由的路徑量度可以是包括最少數(shù)量的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的那一個傳送路由(即，包括最少數(shù)量的群集12的那一個)。當(dāng)然，也可以使用上文所提及的諸如QoS量度之類的其他量度。在2002年4月29日提出的標(biāo)題為“METHODS AND SYSTEM FOR DETERMINING QUALITY OFSERVICE(QoS)ROUTING FOR MOBILE AD HOC NETWORKS”(代理人摘要編號GCSD-1201(51264))的待審批的美國申請(該申請被授予本受讓人，在此全文引用作為參考)中描述了使用QoS參數(shù)選擇路由的一個特別好的方法。在方框57中，一旦源群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21確定了更好的群集級別的路由，那么，它可以轉(zhuǎn)發(fā)到群集級別的路由應(yīng)答(CLRREP)消息中的請求源節(jié)點14。
在方框55中，每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33都可以定期輪詢其相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，以維護當(dāng)前地址，并結(jié)束該方法(方框56)。這可以方便地加快轉(zhuǎn)發(fā)群集級別節(jié)點路由請求的過程，因為相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點不必用每一個新請求確定。盡管此輪詢步驟在圖5中所示的群集級別的路由發(fā)現(xiàn)進程中是作為最后一個步驟(方框55)顯示的，可以理解，此步驟也可以在相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33之間的指定的通信鏈路16確定之后的任何時間并以任何所希望的間隔執(zhí)行。
一旦群集級別的路由確定，便可以在方框45使用群集級別的路由將數(shù)據(jù)從源節(jié)點14傳輸?shù)侥康墓?jié)點15，如此結(jié)束了圖4中所示的方法(方框46)。現(xiàn)在將參考圖2中所示的專門網(wǎng)絡(luò)10的示意圖，以及圖6的流程圖描述使用群集級別的路由傳輸數(shù)據(jù)的過程，在圖2中，為清楚起見，刪除了指定的通信鏈路16。作為示例，假設(shè)由源節(jié)點14所選擇的群集級別的路由包括群集21(源)、25、24、29、26和32(目的地)。
在方框61中，此過程通過指定沿著到將要發(fā)送數(shù)據(jù)的群集級別的路由的下一個群集中的群集目標(biāo)節(jié)點17。盡管根據(jù)本發(fā)明不需要使用群集目標(biāo)節(jié)點來傳輸數(shù)據(jù)，但是群集目標(biāo)節(jié)點提供了進入沿著群集級別的路由的每一個群集的方便的入口點，從而促進了在它們之間確定節(jié)點級別的路由，如下文所進一步描述的。
具體來說，源節(jié)點14將選擇沿著群集級別的路由的下一個相鄰群集(這里，是群集25)中的群集目標(biāo)節(jié)點17a。這可以這樣來完成通過使用伸縮圈搜索以識別潛在的群集目標(biāo)節(jié)點來廣播相鄰群集目標(biāo)節(jié)點發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包。優(yōu)選情況下，此廣播可以只限于下一個相鄰群集(這里，是群集25)。如此，廣播的程度有限，以減少專門網(wǎng)絡(luò)10中的多余流量。
相鄰群集25中的任何節(jié)點將發(fā)回相鄰群集目標(biāo)節(jié)點發(fā)現(xiàn)響應(yīng)數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包允許源節(jié)點14收集潛在群集目標(biāo)節(jié)點的身份以及量度和路由。可以基于接收到的所有相鄰群集目標(biāo)節(jié)點發(fā)現(xiàn)響應(yīng)并基于其中所包括的量度，使用一種算法來選擇相鄰群集25中的最佳相鄰群集目標(biāo)節(jié)點。這里所使用的路徑量度可以包括最少數(shù)量的跳躍、QoS參數(shù)等等，與上文就群集級別的路由選擇進行的討論類似。
優(yōu)選情況下，相鄰群集目標(biāo)節(jié)點25在距離上與源群集27靠近，并具有盡可能高的容量。此外，值得注意的是，相鄰群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點還可以充當(dāng)群集目標(biāo)節(jié)點，如果群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點具有高鏈路容量，就特別有好處。
有各種方法可以用來確定群集目標(biāo)節(jié)點。例如，可以采用主動方法，其中，每一個群集12中的每一個節(jié)點11都可以使用上面的過程來為其自己的群集附近的每一個群集指定群集目標(biāo)節(jié)點。然后，可以使用相鄰群集目標(biāo)節(jié)點“hello”消息來維護到這樣的群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由。此消息可以定期傳輸?shù)矫恳粋€相鄰群集目標(biāo)節(jié)點，以確保路由仍可用。然后，群集目標(biāo)節(jié)點可以用相同的數(shù)據(jù)包類型，以表明路由仍有效。如果路由發(fā)生故障，那么，將通過此過程來檢測故障，發(fā)送相鄰群集目標(biāo)節(jié)點hello消息的節(jié)點可以啟動對另一個相鄰群集目標(biāo)節(jié)點的搜索，如下文所進一步描述的。
不要求相鄰群集目標(biāo)節(jié)點hello消息的另一種方法將在需要時采取反應(yīng)性方法來發(fā)現(xiàn)相鄰群集目標(biāo)節(jié)點。此外，這些相鄰群集目標(biāo)節(jié)點只在使用它們時才維護。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，這將使網(wǎng)絡(luò)流量變小，在某些情況下，這是十分有利的。不論是哪一種情況，通過讓每一個節(jié)點獨立地選擇其相鄰群集目標(biāo)節(jié)點，可能不是一個單一的群集目標(biāo)節(jié)點用于每一個群集，這可能減少過境流量的濃度(否則可能通過這樣的單一的群集目標(biāo)節(jié)點發(fā)生)。當(dāng)然，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，如果需要，在某些實施例中可以使用單一的群集目標(biāo)節(jié)點。
在方框62中，一旦確定了下一個群集目標(biāo)節(jié)點(圖2中所示的示例中的節(jié)點17a)，那么，就可以確定到下一個群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由。這可以通過使用諸如DSR或AODV之類的基礎(chǔ)路由協(xié)議向下一個群集目標(biāo)節(jié)點17a發(fā)送節(jié)點級別的路由請求來完成。下面將介紹使用這兩個協(xié)議的本發(fā)明的特定實施例。
一般而言，可以使用節(jié)點級別的路由請求并通過使用有限廣播(或伸縮圈搜索)來查找到相同群集內(nèi)的其他節(jié)點或相鄰群集中的群集目標(biāo)節(jié)點的路由。應(yīng)該注意，目的節(jié)點15可以與源節(jié)點14處于同一個群集中。如果是這種情況，只需要使用節(jié)點級別的路由，因為群集級別的路由只需要到達源節(jié)點群集外面的目的節(jié)點。下面將結(jié)合以DSR作為基礎(chǔ)路由協(xié)議的討論進一步地討論這種情況。
一旦確定了到沿著群集級別的路由的下一個群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別路由，那么，可以在方框63中通過節(jié)點級別的路由將數(shù)據(jù)從源節(jié)點14傳輸?shù)较乱粋€群集目標(biāo)節(jié)點17a。這里的數(shù)據(jù)傳輸將由正在使用的基礎(chǔ)路由協(xié)議來控制。一般而言，數(shù)據(jù)將和包括與節(jié)點級別的傳輸、群集級別的路由或兩者相關(guān)的信息的任務(wù)數(shù)據(jù)包或標(biāo)頭一起傳輸。下面將在DSR和AODV被用作基礎(chǔ)路由協(xié)議的特定情況下進一步地討論任務(wù)數(shù)據(jù)包的使用。
然后將重復(fù)方框61-63中所顯示的上文所描述的步驟，以確定沿著群集級別的路由和它們之間的相應(yīng)的節(jié)點級別的路由的每個下一個群集目標(biāo)節(jié)點17b、17c、17d、17e，直到數(shù)據(jù)在方框64中傳輸?shù)侥繕?biāo)目的節(jié)點17e。一旦數(shù)據(jù)到達目的群集目標(biāo)節(jié)點17e，可以確定從目的群集目標(biāo)節(jié)點到目的節(jié)點15的節(jié)點級別的路由(方框65)，如上文所討論的，數(shù)據(jù)通過此節(jié)點級別的路由在它們之間傳輸(方框66)，如此在方框61中結(jié)束該方法。這些步驟也可以根據(jù)諸如DSR或AODV之類的基礎(chǔ)路由協(xié)議來執(zhí)行。
如在圖2中可以看到的，沿著群集級別的路由的各種節(jié)點級別的路由可以包括也可以不包括群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。在某些實施例中，只要有可能，定義節(jié)點級別的路由不包括群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點是特別有利的，因為這樣做可以幫助減輕群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點中的過度的流量。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，節(jié)點級別的路由發(fā)現(xiàn)進程可以包括使用每一個潛在的路由的表示路由是否包括群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的量度，然后，請求路由的節(jié)點在其選擇過程中可以使用此量度。
現(xiàn)在將參考圖7描述使用DSR作為基礎(chǔ)路由協(xié)議的情況?；綝SR協(xié)議包括諸如路由請求和路由應(yīng)答之類的消息類型，它們可以用來執(zhí)行參考圖6的方框61和62所描述的步驟，這些步驟在圖7中沒有重復(fù)。應(yīng)該注意，根據(jù)本發(fā)明的節(jié)點級別的路由的路由發(fā)現(xiàn)進程非常類似于常規(guī)DSR方法的路由發(fā)現(xiàn)進程。即，使用受控制的廣播搜索來只在當(dāng)前群集中進行搜索，或搜索到相鄰群集中的群集目標(biāo)節(jié)點(或群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點)的路由，而不是在整個網(wǎng)絡(luò)10中進行搜索。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，如果需要使用最小跳躍計數(shù)之外的路徑選擇標(biāo)準(zhǔn)，如上文所簡要討論的，可以修改標(biāo)準(zhǔn)DSR數(shù)據(jù)包類型，以接納量度類型的字段和度量值。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的群集級別的路由發(fā)現(xiàn)進程將與常規(guī)DSR方法有一些不同。即，此過程將涉及有限的全局搜索。這是因為在所有相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33之間存在指定的通信鏈路16(和對應(yīng)的節(jié)點級別的源路由)。換句話說，如上所述，路由發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包將只遍歷指定的通信鏈路16，而不是網(wǎng)絡(luò)10中的所有鏈路13。優(yōu)選情況下，從一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求包括到它向其中轉(zhuǎn)發(fā)消息的下一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的節(jié)點級別的源路由。消息也是以此方式轉(zhuǎn)發(fā)到所有相鄰群集中的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的。
如上所述，根據(jù)基礎(chǔ)協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸通常要求生成某種形式的關(guān)鍵數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包或標(biāo)頭以伴隨數(shù)據(jù)。當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的DSR時，從方框70′開始，由源節(jié)點14生成的任務(wù)數(shù)據(jù)包(方框71′)優(yōu)選情況下將包括目的節(jié)點的地址、下一個群集目標(biāo)節(jié)點17a的地址、節(jié)點級別的路由，以及群集級別的路由。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，下一個群集目標(biāo)和群集級別的路由字段可以被定義為應(yīng)用于本發(fā)明的可選數(shù)據(jù)包類型。
然后，在方框63′中，基于任務(wù)數(shù)據(jù)包，沿著到下一個群集目標(biāo)節(jié)點17a的節(jié)點級別的路由，傳輸此數(shù)據(jù)。然后，下一個群集目標(biāo)節(jié)點17a′將重復(fù)方框61和62(圖6)中所示的步驟，然后相應(yīng)地更新任務(wù)數(shù)據(jù)包。具體來說，任務(wù)數(shù)據(jù)包在沿著群集級別的路由的每一個群集目標(biāo)節(jié)點17a、17b、17c、17d更新，以包括新群集目標(biāo)節(jié)點和新節(jié)點級別的路由。
此過程持續(xù)執(zhí)行，直到到達目的群集目標(biāo)節(jié)點17e(方框64′)。目的群集節(jié)點17e根據(jù)任務(wù)數(shù)據(jù)包中的群集級別的路由判斷數(shù)據(jù)已經(jīng)到達目的群集32。然后，確定到目的節(jié)點15的節(jié)點級別的路由(方框65′)。然后，可以更新任務(wù)數(shù)據(jù)包，以包括群集級別路由和下一個群集目標(biāo)節(jié)點的空值，因為到目的節(jié)點15的路由是群集內(nèi)路由。然后，在方框66′中，如上文所述，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康墓?jié)點15。
上文中還提及，源節(jié)點14和目的節(jié)點15在某些情況下可以位于同一個群集中。當(dāng)發(fā)生這種情況時，源節(jié)點14可以簡單地將任務(wù)數(shù)據(jù)包中的群集目標(biāo)節(jié)點和群集級別路由的地址設(shè)置為等于預(yù)先確定的值。例如，如上所述，這可以是相對于目的群集目標(biāo)節(jié)點17e的空值。然后，可以使用常規(guī)DSR路由選擇過程來傳輸數(shù)據(jù)。
此外，在這樣的情況下，如果源節(jié)點14已經(jīng)知道目的節(jié)點15位于同一個群集中，則它也不需要請求群集級別的路由。如果數(shù)據(jù)以前已經(jīng)發(fā)送到源節(jié)點14中并且其記錄已經(jīng)存儲在其存儲器或緩存中，則可能就是這種情況。
關(guān)于這一點，在方框73′中，在上文所描述的步驟中已經(jīng)確定的各種路由信息優(yōu)選情況下可以存儲在一個或多個緩存中，以便將來的路由操作使用，如此結(jié)束了該過程(方框74′)。結(jié)果，如果這樣的路由信息沒有超時或以別的方式被丟棄，則它可以再次被使用，而不必完成全部或部分群集/節(jié)點級別的發(fā)現(xiàn)過程。
作為示例，可以維護下列緩存類型。群集級別的路由緩存將緩存到當(dāng)前維護了其路由的任何目的群集的群集級別的路由。此緩存可以保留在每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21-33中，并由目的群集進行索引，以在請求時提供已知的群集級別的源路由。
另一種緩存可以包括節(jié)點級別的路由緩存，這種緩存將緩存到當(dāng)前維護了其路由的同一個群集或相鄰群集中的任何節(jié)點(如群集目標(biāo)節(jié)點17)的節(jié)點級別的路由。此緩存可以保留在每一個單個節(jié)點11中，并根據(jù)目的節(jié)點地址進行索引，當(dāng)可用時，它給每一個節(jié)點11提供已知節(jié)點級別的源路由。
此外，可以保留在每一個節(jié)點11中的分層路由緩存，將緩存到當(dāng)前維護了其路由的任何目的節(jié)點的分層路由。此緩存也可以根據(jù)目的節(jié)點地址進行索引，緩存將返回包括到目的群集的群集級別的源路由和到源路由中的第一個群集中的群集目標(biāo)節(jié)點(示例中所示的節(jié)點17a)的節(jié)點級別的源路由的分層路由。
可以證明有用的其他類型的緩存包括群集緩存，這種緩存是一個可以根據(jù)目的節(jié)點地址進行索引的表，并返回節(jié)點當(dāng)前是其中的成員的群集的地址，還包括相鄰群集目標(biāo)節(jié)點緩存。此緩存包括每一個相鄰群集的相鄰群集目標(biāo)節(jié)點。此緩存可以根據(jù)相鄰群集地址進行索引，并返回該群集的相鄰群集節(jié)點地址。
假設(shè)專門網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)特性，各種類型的地址都可以用于單個節(jié)點和群集。依據(jù)特定環(huán)境中所使用的編址方式的特定類型，對于給定基礎(chǔ)協(xié)議，需要進行各種其他修改。例如，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，如果使用固定地址，那么，可以包括一種協(xié)議，以隨著節(jié)點改變?nèi)杭职l(fā)當(dāng)前群集成員身份。如果不使用這樣的協(xié)議，那么，可以使用CLNRR路由發(fā)現(xiàn)進程以反應(yīng)性方式確定群集成員身份。另一方面，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，如果基于節(jié)點所在的特定群集、層次(下面進一步地討論)而動態(tài)地分配地址，那么，可以可選地動態(tài)名稱服務(wù)器，以允許源節(jié)點確定固定節(jié)點名稱的當(dāng)前地址。
現(xiàn)在請看其中使用AODV作為基礎(chǔ)路由協(xié)議的另一個實施例，現(xiàn)在將參考圖8的流程圖描述此方法。根據(jù)AODV協(xié)議，使用路由請求和路由應(yīng)答來確定節(jié)點級別的路由，與上文所描述的使用DSR的情況相同。然而，確定節(jié)點級別的路由以及相應(yīng)的群集級別的路由的方式與DSR的情況有點不同。
具體來說，從圖8中的方框81開始，使用精通本技術(shù)的那些人通常所知道的常規(guī)AODV機制并通過指定的通信鏈路16發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求。一般而言，根據(jù)AODV協(xié)議，當(dāng)發(fā)送路由請求時，沿著路由的每一個節(jié)點11存儲它從其中接收路由請求的前一節(jié)點的地址，然后，再將該地址轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點。如此，如果路由應(yīng)答最終沿著此路由返回，那么，每一個節(jié)點11中存儲的地址將提供沿著返回路由的下一個跳躍的位置。此外，由于路由應(yīng)答從一個節(jié)點11轉(zhuǎn)發(fā)到沿著返回路由的下一個節(jié)點，那么，每一個節(jié)點都存儲向它轉(zhuǎn)發(fā)了路由應(yīng)答的節(jié)點的地址。然后，當(dāng)數(shù)據(jù)沿著路由傳輸時，這些地址提供了沿著該路由的下一個跳躍的位置。
根據(jù)本發(fā)明，在方框81-82中，上文所描述的過程使用上文引用的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求和群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答，在群集級別發(fā)生，以確定群集級別的路由。此外，在方框83-84中，使用上文所描述的節(jié)點級別的路由請求和節(jié)點級別的路由應(yīng)答，此過程在節(jié)點級別類似地實現(xiàn)，以確定沿著群集級別的路由的節(jié)點級別的路由。此外，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，如果需要，群集目標(biāo)節(jié)點可以按如上所述的方法使用，而群集目標(biāo)節(jié)點可以按如上所述的方式用AODV的標(biāo)準(zhǔn)機制確定。
在方框85中，任務(wù)數(shù)據(jù)包可以在每一個節(jié)點級別的路由開始時生成(即，由源節(jié)點14或群集目標(biāo)節(jié)點17)，然后，數(shù)據(jù)可以沿著基于任務(wù)數(shù)據(jù)包如此定義的各種節(jié)點級別的路由進行傳輸。根據(jù)AODV協(xié)議，任務(wù)數(shù)據(jù)包通常只要求目的節(jié)點1 5的地址，因為節(jié)點級別的路由的跳躍已經(jīng)存儲在路由上的各種節(jié)點11中。
由于任務(wù)數(shù)據(jù)包可以不包括沿著群集級別的路由的下一個群集的位置，因此，每一個群集目標(biāo)節(jié)點17都可以輪詢其相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點以獲取下一個群集地址。然后，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點可以基于下一個群集地址確定下一個群集目標(biāo)節(jié)點。當(dāng)然，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，可以使用其他方法，在這些方法中，可以定義可選數(shù)據(jù)包以包含在任務(wù)數(shù)據(jù)包中，以便不必輪詢?nèi)杭I(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。
在方框86中，數(shù)據(jù)沿著各種節(jié)點級別的路由進行傳輸，直到到達目的群集目標(biāo)節(jié)點17e。然后在方框87中再次使用標(biāo)準(zhǔn)AODV技術(shù)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，定義到目的節(jié)點15的節(jié)點級別的路由，如此結(jié)束了過程(方框88)。
可以使用各種表來存儲用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的AODV的所需的路由信息。具體來說，可以根據(jù)目的群集地址進行索引的群集級別的路由表，返回到維護了其路由的任何目的群集的路徑上的下一個相鄰群集。此外，也可以根據(jù)目的節(jié)點地址進行索引的節(jié)點級別的路由表，返回到維護了其路由的同一個群集或相鄰群集中的任何節(jié)點(如群集目標(biāo)節(jié)點17)的路徑上的下一個節(jié)點11的地址。
此外，可以根據(jù)目的節(jié)點地址進行索引的群集緩存，返回目的節(jié)點當(dāng)前是其成員的群集的地址?？梢愿鶕?jù)相鄰群集地址進行索引的相鄰群集目標(biāo)節(jié)點緩存，返回相鄰群集的相鄰群集目標(biāo)節(jié)點地址。此外，可以根據(jù)目的節(jié)點地址進行索引的分層路由表，返回到維護了其路由的整個網(wǎng)絡(luò)中的任何目的節(jié)點的路徑上的下一個節(jié)點的地址。
如上文所類似地描述的，每次收集新群集級別或節(jié)點級別的信息時，可以存儲上述表中維護的數(shù)據(jù)。如此，此信息將可用于將來的路由，這將幫助減輕流量，因為可以避免發(fā)現(xiàn)請求和回復(fù)消息。當(dāng)然，此信息也可以在經(jīng)過一段時間以后丟棄，以減少過時信息的存儲量。
由于無線移動專門網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特性，必須加以解決的一個常見的問題是由于節(jié)點11退出網(wǎng)絡(luò)10、無線通信鏈路16中的中斷造成的路由故障等等?；A(chǔ)路由協(xié)議通常包括用于解決路由識別和修復(fù)的機制。現(xiàn)在進行參考圖9的流程圖進一步描述本發(fā)明的上下文中的路由修復(fù)，特別強調(diào)使用DSR和AODV協(xié)議進行路由修復(fù)。對于圖9，假設(shè)以前已經(jīng)執(zhí)行了群集級別和節(jié)點級別的路由指定過程(圖5和6)。
因此，從方框90開始，如果在沿著群集級別的路由的相鄰群集之間發(fā)生群集級別的路由故障，則在方框91中，向源節(jié)點14發(fā)送(方框92)群集級別的路由錯誤消息，然后源節(jié)點14如前所述重新開始群集級別和節(jié)點級別的路由發(fā)現(xiàn)進程。此特定路由請求所呈現(xiàn)的形式將取決于正在使用的基礎(chǔ)路由協(xié)議。
例如，如果正在使用的基礎(chǔ)協(xié)議是AODV，則每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點存儲沿著到目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點32的群集級別的路由的每一個“下游”群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的地址。如此，在方框93中，由于群集級別的路由錯誤消息沿著群集級別的路由返回到“上游”群集級別的路由，接收到錯誤消息的每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點都可以從其相應(yīng)的緩存中刪除下一個跳躍地址，因為群集級別的路由不再有效。
對于其中使用DSR作為基礎(chǔ)協(xié)議的情況，群集級別的路由錯誤消息可以從發(fā)現(xiàn)連接丟失的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點廣播到其群集內(nèi)的所有其他節(jié)點，以及所有相鄰群集中的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。此廣播將到達已經(jīng)被其他群集中的節(jié)點以及該群集內(nèi)的所有其他節(jié)點選擇為相鄰群集目標(biāo)節(jié)點17的所有節(jié)點。接收數(shù)據(jù)包以通過不再相鄰的群集轉(zhuǎn)發(fā)的任何相鄰群集目標(biāo)節(jié)點17現(xiàn)在將群集級別的路由錯誤消息轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)包的原始發(fā)送方，通知它路由已經(jīng)在群集級別發(fā)生故障。如果愿意，廣播到所有相鄰群集中的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的群集級別的路由錯誤消息也可以廣播到網(wǎng)絡(luò)10中的所有群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，從而通知它們，群集級別的路由可以失效。這就提示所有群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點在接收到新的群集級別的路由請求時啟動新一輪路由發(fā)現(xiàn)查詢過程，而不是簡單地依靠以前存儲在它們相應(yīng)的緩存中的信息。
另一方面，如果在方框94中在節(jié)點級別的路由中的相鄰節(jié)點之間發(fā)生了節(jié)點級別的路由故障，則在方框95中可以根據(jù)所使用的基礎(chǔ)協(xié)議確定新的節(jié)點級別的路由，如此就結(jié)束了過程(方框96)。具體來說，對于用于目的節(jié)點15或用于相鄰的群集目標(biāo)節(jié)點17的節(jié)點級別的路由，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，為使用路由錯誤消息的基礎(chǔ)路由協(xié)議建立的基本程序?qū)⒔蛹{路徑故障的相應(yīng)的節(jié)點的通知。
本發(fā)明的上文所描述的方法也可以方便地擴展到任意數(shù)量的層次級別，如圖3所示。在圖3中，圖1和2中所示的示范性專門網(wǎng)絡(luò)10已經(jīng)擴展到四個級別的層次結(jié)構(gòu)。層次結(jié)構(gòu)的第一級別是前一示例的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點級別(即，節(jié)點11)。第二級別由包括群集12的層次結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
層次結(jié)構(gòu)的第三級別17由虛擬節(jié)點和虛擬鏈路構(gòu)成。第三級別中的每一個虛擬節(jié)點都代表第二級別中的整個群集12。第三級別17中的緊密連接的虛擬節(jié)點被分組為第三級別群集，這些虛擬節(jié)點中的一個被選為第三級別虛擬群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。被選為第三級別17群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的物理節(jié)點可以是來自第二級別群集的實際群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，然后該節(jié)點將為第二和第三級別的群集執(zhí)行群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點功能。
圖10中用虛線顯示的第三級別17虛擬鏈路是第二級別中顯示的相鄰群集中的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的多跳躍虛擬鏈路。在第三級別17群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間也可以建立虛擬鏈路，也用虛線顯示。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，此層次組織過程可以持續(xù)到任意數(shù)量的級別。
圖3也顯示了第四級別18，其中，每一個第三級別17群集都可以成為第四級別中的虛擬節(jié)點。第四級別18中顯示的虛擬鏈路是第三級別17群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點虛擬鏈路。被選為第四級別18群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的物理節(jié)點可以是來自第三級別17群集的實際群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，然后該節(jié)點將為第二、第三和第四級別的群集執(zhí)行群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點功能。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，如果網(wǎng)絡(luò)較大，層次組織可以擴展更多的群集。
可以擴大多個上文所描述的消息，以處理任意數(shù)量的層次級別。例如，對于每一個層次群集級別，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求消息類型可以是不同的類型。此消息廣播到所有目的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，但它是通過連接相應(yīng)的層次級別中的所有群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的虛擬鏈路發(fā)送的，只涉及通過連接相鄰群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的虛擬鏈路的單播。此外，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答消息，與群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求一樣，對于每一個層次群集級別，也同樣具有不同的類型。
此外，對于每一個層次群集級別，群集級別的路由請求可以具有不同的類型。具體來說，在特定級別，消息發(fā)送到該級別的ALN。另外，關(guān)于群集級別的路由應(yīng)答，源節(jié)點可以用一個通過短距離發(fā)送到其群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的事務(wù)獲得到目的地的群集級別的路由(對于請求的特定層次級別)。
在圖3中可以看出，第四級別18包括單一的群集，優(yōu)選情況下，該群集可以提供方便的引用，用于確定從源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21到目的群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點32的高級別的路由。具體來說，由于此單一的群集包括源和目的地領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點群集21、32，高級別的路由可以使用上文概述的各種步驟在它們之間確定。而高級別的路由又可以用來確定第二層次級別的群集級別的路由。即，群集級別的路由可以至少包括具有沿著高級別的路由的相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點的群集，這里是群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點21、24和32。
權(quán)利要求
1.一種在無線專門網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，所述無線專門網(wǎng)絡(luò)包括分組為節(jié)點群集的多個節(jié)點以及連接多個節(jié)點的多個無線鏈路，每一個群集都具有指定的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點，該方法包括從源群集的源節(jié)點向源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點發(fā)送群集級別的路由請求；響應(yīng)群集級別的路由請求并使用多個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點確定源群集與包括目的節(jié)點的目的群集之間的群集級別的路由；確定從源節(jié)點到沿著群集級別的路由的目的節(jié)點的節(jié)點級別的路由，沿著節(jié)點級別的路由的每一個節(jié)點都存儲沿著節(jié)點級別的路由的下一個節(jié)點的地址；以及基于沿著節(jié)點級別的路由的每個下一個節(jié)點的地址，通過節(jié)點級別的路由，從源節(jié)點向目的節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括產(chǎn)生任務(wù)數(shù)據(jù)包，所述任務(wù)數(shù)據(jù)包包括目的節(jié)點的地址；以及其中，傳輸?shù)倪^程進一步包括基于任務(wù)數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括確定沿著群集級別的路由的每一個群集的相應(yīng)的群集目標(biāo)節(jié)點；其中，確定節(jié)點級別的路由的過程包括確定從源節(jié)點到沿著群集級別的路由的下一個相鄰群集的群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由，以及確定從每一個群集目標(biāo)節(jié)點到沿著群集級別的路由的下一個群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，沿著群集級別的路由的每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點都存儲沿著群集級別的路由的下一個群集的地址；其中，每一個群集目標(biāo)節(jié)點都輪詢其相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點以獲取下一個群集地址；其中，每一個群集目標(biāo)節(jié)點都基于下一個群集地址確定下一個群集目標(biāo)節(jié)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法進一步包括將目的節(jié)點的地址與其相應(yīng)的群集的地址一起存儲在源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括通過目的節(jié)點的地址索引存儲在源節(jié)點中的沿著節(jié)點級別的路由的下一個節(jié)點的地址。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定群集級別的路由的過程包括確定群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的指定通信鏈路；通過指定的通信鏈路從源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點向其余的群集領(lǐng)導(dǎo)發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求；以及沿著群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求的傳送路由從目的群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點向源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點返回群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，傳送路由包括源和目的群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的最少數(shù)量群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括基于延遲、鏈路容量和可用性中的至少一個確定傳送路由。
10.一種移動專門網(wǎng)絡(luò)，包括分組為節(jié)點群集的多個節(jié)點，每一個群集都具有指定的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點；以及連接所述多個節(jié)點的多個無線鏈路；所述多個節(jié)點通過執(zhí)行下列操作在相互之間發(fā)送數(shù)據(jù)從源群集的源節(jié)點向所述源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點發(fā)送群集級別的路由請求，響應(yīng)群集級別的路由請求并使用多個所述群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點確定所述源群集與包括目的節(jié)點的目的群集之間的群集級別的路由，確定從所述源節(jié)點到沿著群集級別的路由的所述目的節(jié)點的節(jié)點級別的路由，沿著節(jié)點級別的路由的每一個節(jié)點都存儲沿著節(jié)點級別的路由的下一個節(jié)點的地址，以及基于沿著節(jié)點級別的路由的每個下一個節(jié)點的地址，通過節(jié)點級別的路由，從所述源節(jié)點向所述目的節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動專門網(wǎng)絡(luò)，其中，為沿著群集級別的路由確定相應(yīng)的群集目標(biāo)節(jié)點；其中，節(jié)點級別的路由包括從所述源節(jié)點到沿著群集級別的路由的下一個相鄰群集的群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由，以及從每一個群集目標(biāo)節(jié)點到沿著群集級別的路由的下一個群集目標(biāo)節(jié)點的節(jié)點級別的路由。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動專門網(wǎng)絡(luò)，其中，沿著群集級別的路由的每一個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點都存儲沿著群集級別的路由的下一個群集的地址；其中，每一個群集目標(biāo)節(jié)點都輪詢其相應(yīng)的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點以獲取下一個群集地址；并且其中，每一個群集目標(biāo)節(jié)點都基于下一個群集地址確定下一個群集目標(biāo)節(jié)點。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動專門網(wǎng)絡(luò)進一步包括所述群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的指定的通信鏈路；其中，通過所述指定的通信鏈路從所述源群集的所述群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點向所述其余的群集領(lǐng)導(dǎo)發(fā)送群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求，沿著群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由請求的傳送路由從所述目的群集的所述群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點向所述源群集的所述群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點返回群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點路由應(yīng)答。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動專門網(wǎng)絡(luò)，其中，傳送路由包括所述源和目的群集的所述群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點之間的最少數(shù)量所述群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點。
全文摘要
提供了一種用于在包括分組為節(jié)點群集(其中，每一個群集(12)都具有指定的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(21－23))的多個節(jié)點(11)和連接多個節(jié)點的多個無線鏈路的移動專門網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。該方法可以包括從源群集的源節(jié)點向源群集的群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點發(fā)送群集級別的路由請求，以及響應(yīng)群集級別的路由請求并使用多個群集領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點確定源群集與包括目的節(jié)點的目的群集之間的群集級別的路由。此外，還可以確定從源節(jié)點到沿著群集級別的路由的節(jié)點級別的路由，沿著節(jié)點級別的路由的每一個節(jié)點都可以存儲沿著節(jié)點級別的路由的下一個節(jié)點的地址。另外，還可以基于存儲的地址，通過節(jié)點級別的路由，進行數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號H04B7/26GK1656469SQ03811984
公開日2005年8月17日 申請日期2003年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者約瑟夫·B.·凱恩 申請人:哈里公司