專利名稱：無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更確切地說(shuō)是涉及一種在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法。
本發(fā)明所稱的無(wú)線網(wǎng)格是由一組無(wú)線設(shè)備及其發(fā)布的服務(wù)組合構(gòu)成的邏輯實(shí)體，在網(wǎng)格內(nèi)部多個(gè)無(wú)線設(shè)備和服務(wù)協(xié)調(diào)工作，對(duì)外表現(xiàn)出一致的行為。用戶可以對(duì)整個(gè)邏輯網(wǎng)格進(jìn)行訪問(wèn)，無(wú)需關(guān)心某個(gè)設(shè)備或者某個(gè)服務(wù)的細(xì)節(jié)。無(wú)線網(wǎng)格中的無(wú)線設(shè)備是指具有無(wú)線射頻發(fā)射和接收功能的設(shè)備，它具有一個(gè)中央處理器負(fù)責(zé)處理無(wú)線設(shè)備的用戶操作，響應(yīng)其它無(wú)線設(shè)備的接入請(qǐng)求。高端的無(wú)線設(shè)備還可能具有信息顯示功能和連接其它外設(shè)的能力。比如，手機(jī)、帶有無(wú)線網(wǎng)卡和其它無(wú)線接入裝置的電腦、帶有無(wú)線功能的PDA等。無(wú)線網(wǎng)格中的服務(wù)是指設(shè)備可以根據(jù)自身的功能發(fā)布邏輯功能，共享給其它設(shè)備使用。用戶可以選擇并使用設(shè)備發(fā)布的服務(wù)，和查詢其它設(shè)備提供的服務(wù)。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)制定和不斷完善，各種無(wú)線終端設(shè)備也越來(lái)越普及，這些設(shè)備隨著通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，已經(jīng)廣泛的架設(shè)在酒店、機(jī)場(chǎng)、學(xué)校等公共場(chǎng)所，為越來(lái)越多的用戶提供隨時(shí)隨地的無(wú)線服務(wù)。各種無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，比如3G、藍(lán)牙、802.11等也在不斷的修訂和完善，以滿足用戶多種多樣的應(yīng)用需求。
所有無(wú)線設(shè)備在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，都是用無(wú)線射頻的方式發(fā)射無(wú)線信號(hào)。不同標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)別主要在于所使用的無(wú)線射頻頻段、數(shù)據(jù)的調(diào)制方式和處理方式。對(duì)于無(wú)線射頻的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)標(biāo)、ITU和IEEE等標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的定義，因此對(duì)于符合某個(gè)無(wú)線射頻標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線設(shè)備來(lái)說(shuō)，設(shè)備間最大的區(qū)別就是數(shù)據(jù)處理方式和無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度的不同。比如一般手機(jī)的發(fā)射功率小于100mW，藍(lán)牙設(shè)備的發(fā)射功率小于10mW。
在無(wú)線設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通常需要使用專用設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連接。一般的實(shí)現(xiàn)方案是使用無(wú)線基站、無(wú)線網(wǎng)關(guān)或無(wú)線網(wǎng)橋拓展網(wǎng)絡(luò)的功能。無(wú)線設(shè)備間通過(guò)無(wú)線基站實(shí)現(xiàn)互通，如果要實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備在某個(gè)區(qū)域中的漫游，必須在該區(qū)域內(nèi)事先架設(shè)相當(dāng)數(shù)量的無(wú)線基站。無(wú)線覆蓋范圍與基站的位置和發(fā)射功率有關(guān)。目前這樣的實(shí)現(xiàn)方案已廣泛應(yīng)用在企業(yè)、大廈和機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所。如手機(jī)與其它無(wú)線設(shè)備連接的解決方案，就是利用一個(gè)專有設(shè)備作為基站，由基站作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)的中心，所有需要互聯(lián)互通的無(wú)線設(shè)備必須先聯(lián)入此基站，然后由此基站進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)(該基站是一種特殊的無(wú)線設(shè)備，一般安置在固定的場(chǎng)所，基基本功能是實(shí)現(xiàn)普通無(wú)線設(shè)備間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，此外還可以完成數(shù)據(jù)傳輸加密、安全性認(rèn)證、無(wú)線信道分配、無(wú)線設(shè)備漫游等功能。但是由無(wú)線特性決定，每個(gè)基站只能支持有限數(shù)目的無(wú)線設(shè)備，由基站的發(fā)射功率決定它的覆蓋控制范圍)。
但是對(duì)于會(huì)議室、家庭、開(kāi)放性公共場(chǎng)所這樣的環(huán)境，則不便于實(shí)施這樣的方案，因?yàn)槌鲇诔杀痉矫娴目紤]，不能為此而在該區(qū)域內(nèi)廣泛架設(shè)基站。由于無(wú)線設(shè)備發(fā)射功率有限，只能覆蓋有限的區(qū)域，如當(dāng)用戶需要在某個(gè)特殊的地點(diǎn)召開(kāi)一次臨時(shí)會(huì)議，會(huì)議的各個(gè)成員間需要進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，沒(méi)有基站則無(wú)法保證無(wú)線設(shè)備間的互通。另外，雖然兩個(gè)無(wú)線設(shè)備近在咫尺，但是由于兩個(gè)無(wú)線設(shè)備間無(wú)法直接通訊，必須通過(guò)基站中轉(zhuǎn)，這也造成了資源的浪費(fèi)。
還有，目前的基站大多采用分頻的方式管理無(wú)線鏈路，每個(gè)基站承載的用戶數(shù)量有限，基站承擔(dān)了數(shù)據(jù)傳輸、安全認(rèn)證、信道分配等諸多工作，在峰值用戶數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基站能力的情況下，會(huì)造成頻繁掉線、干擾嚴(yán)重等問(wèn)題，使服務(wù)質(zhì)量下降，而盲目提升基站的容量既不現(xiàn)實(shí)，也會(huì)造成大量資源的浪費(fèi)。
某些高端無(wú)線設(shè)備由于提供有設(shè)備間的連接功能，可以解決互聯(lián)互通問(wèn)題；無(wú)線設(shè)備在彼此距離較近時(shí)，也可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸工作。但是這種實(shí)現(xiàn)方式一般都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的，很難實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè)備和多個(gè)設(shè)備間的同時(shí)通訊。此外，用這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)還難于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，如用戶只能手動(dòng)連接另外一臺(tái)無(wú)線設(shè)備，并要求該無(wú)線設(shè)備只能在其移動(dòng)范圍內(nèi)工作，無(wú)法根據(jù)無(wú)線鏈路情況動(dòng)態(tài)選擇。
為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備間的通訊和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)，產(chǎn)業(yè)界在TCP/IP底層協(xié)議的基礎(chǔ)之上開(kāi)發(fā)了RIP、IGMP之類的數(shù)據(jù)報(bào)文路由協(xié)議。但是這種協(xié)議是有使用前提的，即網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備必需固定在各自位置上，網(wǎng)絡(luò)中的若干路由器也固定在各自位置上。路由器本身一般由專有設(shè)備實(shí)現(xiàn)，設(shè)備知道第一站的路由器地址并直接連接路由器，路由器之間交換路由信息。設(shè)備沒(méi)有頻繁接入和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，同時(shí)某個(gè)設(shè)備也只需要一個(gè)路由器為其提供路由信息，路由器也不存在頻繁的接入和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。路由器集中保存網(wǎng)絡(luò)路由信息，路由器和設(shè)備之間的路由信息采用集中式管理方案，設(shè)備不提供路由信息，設(shè)備之間無(wú)法直接進(jìn)行路由中轉(zhuǎn)。
這樣的路由機(jī)制并不適宜在構(gòu)建無(wú)線設(shè)備自組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)運(yùn)行，主要原因是無(wú)線設(shè)備發(fā)射功率有限，超出無(wú)線設(shè)備輻射覆蓋范圍的設(shè)備原則上是不可見(jiàn)的；大部分無(wú)線設(shè)備都帶有很強(qiáng)的移動(dòng)特性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的隨時(shí)變化；無(wú)線設(shè)備之間、無(wú)線設(shè)備和其它電器設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生干擾，干擾會(huì)加劇設(shè)備頻繁接入與離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的變化；各無(wú)線設(shè)備發(fā)射功率不同，存在無(wú)線非對(duì)稱性問(wèn)題。
圖1示意出這種無(wú)線非對(duì)稱性問(wèn)題。在進(jìn)行無(wú)線通訊時(shí)，源設(shè)備A和目的設(shè)備B的無(wú)線信號(hào)發(fā)射功率可能不同，如源設(shè)備A的無(wú)線信號(hào)發(fā)射功率大于目的設(shè)備B的無(wú)線信號(hào)發(fā)射功率，因此造成目的設(shè)備B可以接收到源設(shè)備A發(fā)送的數(shù)據(jù)包，但是源設(shè)備A無(wú)法接收到目的設(shè)備B的反饋信號(hào)。在這種情況下，源設(shè)備A和目的設(shè)備B之間將無(wú)法直接通訊，必須在源設(shè)備和目的設(shè)備之間構(gòu)建數(shù)據(jù)路由實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)通訊。
圖2進(jìn)一步示意出這種無(wú)線非對(duì)稱性問(wèn)題。如在無(wú)線網(wǎng)格中存在四個(gè)無(wú)線設(shè)備A、B、C、D，其中A、B設(shè)備間可以互相發(fā)現(xiàn)，B、C設(shè)備間可以互相發(fā)現(xiàn)，C、D設(shè)備間可以互相發(fā)現(xiàn)，但A設(shè)備可以發(fā)現(xiàn)C設(shè)備，C設(shè)備卻不能發(fā)現(xiàn)A設(shè)備，A、D設(shè)備間不能互相發(fā)現(xiàn)。在A設(shè)備需要和D設(shè)備進(jìn)行通訊時(shí)，必須構(gòu)建一條A-B-C-D的對(duì)稱雙向路由。此時(shí)，A-C-D的路由則不可達(dá)D設(shè)備。
此處的對(duì)稱雙向路由是指在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，為了實(shí)現(xiàn)某兩個(gè)設(shè)備之間的通訊，必須構(gòu)建從一個(gè)設(shè)備到另外一個(gè)設(shè)備的路由。如果一個(gè)設(shè)備到另外一個(gè)設(shè)備與另外一個(gè)設(shè)備到此設(shè)備路由的倒序相同，則稱此路由為對(duì)稱雙向路由。舉例來(lái)說(shuō)，A設(shè)備和D設(shè)備通訊，必須實(shí)現(xiàn)A→B→C→D的路由，反之D設(shè)備和A設(shè)備通訊，必須實(shí)現(xiàn)D→C→B→A的路由。
綜上所述，對(duì)于大多數(shù)無(wú)線設(shè)備而言，無(wú)線設(shè)備智能組網(wǎng)的問(wèn)題也就是如何在無(wú)線環(huán)境下自動(dòng)建立和維護(hù)設(shè)備路由的問(wèn)題，包括解決超出無(wú)線設(shè)備輻射覆蓋范圍的設(shè)備的可見(jiàn)性問(wèn)題；無(wú)線設(shè)備頻繁進(jìn)入、離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性問(wèn)題；和解決各無(wú)線設(shè)備間存在的無(wú)線非對(duì)稱性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)部通過(guò)一種無(wú)線設(shè)備路由協(xié)議，實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備之間的自動(dòng)組網(wǎng)，即在無(wú)線環(huán)境下自動(dòng)建立與維護(hù)無(wú)線設(shè)備路由。在由多個(gè)無(wú)線設(shè)備構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)本發(fā)明的方法，構(gòu)建設(shè)備網(wǎng)格(還可以參考某種優(yōu)化策略)，達(dá)到設(shè)備訪問(wèn)效率、無(wú)線數(shù)據(jù)流量和數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間等方面的性能提升。同時(shí)，當(dāng)無(wú)線設(shè)備在網(wǎng)格內(nèi)移動(dòng)時(shí)，也可以根據(jù)設(shè)備位置及時(shí)更新無(wú)線設(shè)備的路由，保證在用戶移動(dòng)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)準(zhǔn)確可靠。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，構(gòu)建源設(shè)備到目的設(shè)備間的路由，其特征在于包括以下處理步驟A.無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)的每一個(gè)無(wú)線設(shè)備以廣播方式定時(shí)發(fā)送設(shè)備探測(cè)包，設(shè)備探測(cè)包中至少包括轉(zhuǎn)發(fā)表、包生存期，轉(zhuǎn)發(fā)表記錄轉(zhuǎn)發(fā)某一消息的所有設(shè)備的IP地址，包生存期用于標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)；B.無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)接收到該設(shè)備探測(cè)包的其它無(wú)線設(shè)備，與該設(shè)備探測(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)表中最后一跳IP地址的無(wú)線設(shè)備間進(jìn)行無(wú)線對(duì)稱性檢測(cè)，具有無(wú)線對(duì)稱性時(shí)繼續(xù)執(zhí)行步驟C，否則為不具有無(wú)線對(duì)稱性，丟棄該設(shè)備探測(cè)包；C.檢查該設(shè)備探測(cè)包中的轉(zhuǎn)發(fā)表，在轉(zhuǎn)發(fā)表不為空、且直接可達(dá)表中存在該設(shè)備信息時(shí)，丟棄該接收的設(shè)備探測(cè)包，在轉(zhuǎn)發(fā)表不為空、但直接可達(dá)表中不存在該設(shè)備信息時(shí)，將該設(shè)備信息記錄在間接可達(dá)表中，在轉(zhuǎn)發(fā)表為空時(shí)將該設(shè)備信息記錄在直接可達(dá)表中；D.對(duì)直接可達(dá)表或間接可達(dá)表作過(guò)修改的無(wú)線設(shè)備，將其設(shè)備信息記錄在所接收的設(shè)備探測(cè)包的轉(zhuǎn)發(fā)表中，在對(duì)其轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)沒(méi)有超過(guò)設(shè)定值且沒(méi)有轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)時(shí)，廣播轉(zhuǎn)發(fā)該設(shè)備探測(cè)包，否則丟棄該設(shè)備探測(cè)包；E.源無(wú)線設(shè)備對(duì)于存在于直接可達(dá)表中的目的設(shè)備，直接構(gòu)建本設(shè)備到目的設(shè)備的路由，對(duì)于存在于其間接可達(dá)表中的目的設(shè)備，根據(jù)算法計(jì)算通路權(quán)值，并選擇最大通路權(quán)值的路徑構(gòu)建本設(shè)備到目的設(shè)備的路由。
所述步驟B中的無(wú)線對(duì)稱性檢測(cè)進(jìn)一步包括B1.無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)接收到設(shè)備探測(cè)包的其它無(wú)線設(shè)備，從該設(shè)備探測(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)表中取出最后一跳IP地址的無(wú)線設(shè)備；B2.向最后一跳IP地址的無(wú)線設(shè)備發(fā)送握手?jǐn)?shù)據(jù)包；B3.接收到握手?jǐn)?shù)據(jù)包的無(wú)線設(shè)備發(fā)送握手?jǐn)?shù)據(jù)包進(jìn)行回應(yīng)；B4.判斷接收到握手?jǐn)?shù)據(jù)包回應(yīng)的其它無(wú)線設(shè)備具有無(wú)線對(duì)稱性，否則為不具有無(wú)線對(duì)稱性。
所述步驟C中還包括，設(shè)備在固定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到直接可達(dá)表或間接可達(dá)表中相應(yīng)設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包時(shí)更新其設(shè)備信息，刪除直接可達(dá)表或間接可達(dá)表中的該設(shè)備信息。但對(duì)直接可達(dá)表中的設(shè)備信息的刪除間隔應(yīng)小開(kāi)間接可達(dá)表中設(shè)備信息的刪除間隔。
所述步驟D中，在記錄設(shè)備信息的同時(shí)，還包括對(duì)該探測(cè)包的生存期作減1操作；所述的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)沒(méi)有超過(guò)設(shè)定值且沒(méi)有轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)該設(shè)備探測(cè)包，進(jìn)一步包括D1.判斷該探測(cè)包的生存期是否為零，在包生存期為零時(shí)丟棄該接收的設(shè)備探測(cè)包，和在包生存期不為零時(shí)繼續(xù)執(zhí)行D2；D2.判斷轉(zhuǎn)發(fā)表中是否已有本設(shè)備IP地址的轉(zhuǎn)發(fā)記錄，有轉(zhuǎn)發(fā)記錄時(shí)丟棄該接收的設(shè)備探測(cè)包，無(wú)轉(zhuǎn)發(fā)記錄時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)所接收的設(shè)備探測(cè)包。
所述步驟E中，當(dāng)目的設(shè)備不存在于直接可達(dá)表與間接可達(dá)表中、構(gòu)建路由失敗時(shí)，還包括源設(shè)備主動(dòng)發(fā)起一個(gè)設(shè)備路由查詢過(guò)程，確定目的設(shè)備可達(dá)或不可達(dá)。
所述的路由查詢過(guò)程包括e1.源無(wú)線設(shè)備以廣播方式發(fā)送到達(dá)目的設(shè)備的查詢數(shù)據(jù)包；e2.接收到查詢數(shù)據(jù)包的無(wú)線設(shè)備通過(guò)檢查直接可達(dá)表和間接可達(dá)表，判斷可否達(dá)到該目的設(shè)備，如果不可達(dá)則丟棄所接收的查詢數(shù)據(jù)包，如果可達(dá)繼續(xù)執(zhí)行e3；e3.可達(dá)目的設(shè)備的其它設(shè)備向發(fā)出查詢的設(shè)備回傳到達(dá)目的設(shè)備權(quán)值的最大路徑；e4.發(fā)出查詢的設(shè)備從接收到的目的設(shè)備權(quán)值的路徑反饋中取其中最大權(quán)值路徑，構(gòu)建路由。
所述步驟E中，還包括在設(shè)備的直接可達(dá)表或間接可達(dá)表發(fā)生更新時(shí)，觸發(fā)所構(gòu)建的設(shè)備路由的維護(hù)過(guò)程，包括對(duì)從直接可達(dá)表轉(zhuǎn)到間接可達(dá)表的設(shè)備增加一條路由；對(duì)離開(kāi)間接可達(dá)表的設(shè)備作相應(yīng)的路由刪除操作；在通路權(quán)值接近零或遠(yuǎn)小于最大權(quán)值路徑時(shí)，刪除原路由、再重新選擇最大權(quán)值路由并進(jìn)行路由重構(gòu)。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線設(shè)備，通過(guò)定時(shí)發(fā)送設(shè)備探測(cè)包和處理所接收的設(shè)備探測(cè)包，自動(dòng)構(gòu)建并維護(hù)設(shè)備中的直接可達(dá)表與間接可達(dá)表，該直接可達(dá)表與間接可達(dá)表描述了構(gòu)建網(wǎng)格時(shí)所有無(wú)線設(shè)備的設(shè)備可達(dá)情況，無(wú)線設(shè)備根據(jù)直接可達(dá)表與間接可達(dá)表構(gòu)建本設(shè)備到其它設(shè)備間的路由，也即實(shí)現(xiàn)了無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)無(wú)線設(shè)備間的智能組網(wǎng)。
采用本發(fā)明的方法構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)格，在沒(méi)有無(wú)線網(wǎng)關(guān)設(shè)備和無(wú)線網(wǎng)橋的前提下，可將一般無(wú)線設(shè)備間的工作范圍從幾米至幾十米(如30米左右)拓展到一個(gè)較大的區(qū)域(如一個(gè)辦公區(qū)域)。同時(shí)可以根據(jù)網(wǎng)格狀況自動(dòng)構(gòu)建路由，并根據(jù)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)占用率、無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度自動(dòng)判定最優(yōu)的設(shè)備間數(shù)據(jù)路由。從而保證無(wú)線設(shè)備之間構(gòu)建的數(shù)據(jù)通路在整體上是最優(yōu)的，保證了整個(gè)無(wú)線網(wǎng)格的數(shù)據(jù)通訊效率，使用戶可以方便的訪問(wèn)整個(gè)網(wǎng)格內(nèi)部的所有無(wú)線設(shè)備。


圖1是無(wú)線設(shè)備間的無(wú)線非對(duì)稱性示意性說(shuō)明之1；圖2是無(wú)線設(shè)備間的無(wú)線非對(duì)稱性示意性說(shuō)明之2；圖3是無(wú)線設(shè)備加入網(wǎng)格時(shí)，網(wǎng)格內(nèi)無(wú)線設(shè)備對(duì)其設(shè)備探測(cè)包的處理過(guò)程框圖；圖4是設(shè)備構(gòu)建數(shù)據(jù)路由過(guò)程框圖；圖5是在構(gòu)建數(shù)據(jù)路由失敗后的由一個(gè)無(wú)線設(shè)備主動(dòng)發(fā)起和另外一個(gè)設(shè)備的路由請(qǐng)求的過(guò)程框圖；圖6是筆記本電腦在無(wú)基站的對(duì)等場(chǎng)景下互相中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的設(shè)備間交互過(guò)程示意圖；圖7是由多個(gè)無(wú)線設(shè)備抽象為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
無(wú)線設(shè)備由于受發(fā)射功率的限制，因此無(wú)線設(shè)備間經(jīng)常無(wú)法直接通訊。此時(shí)為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)任意無(wú)線設(shè)備間的數(shù)據(jù)通訊，在兩個(gè)設(shè)備之間不能直接通訊時(shí)，可以通過(guò)由其它無(wú)線設(shè)備構(gòu)建的路由實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)設(shè)備間的數(shù)據(jù)通訊。
此時(shí)所有的無(wú)線設(shè)備構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在直接聯(lián)通的子網(wǎng)內(nèi)，可以通過(guò)所有無(wú)線設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)路由，建立一條從源設(shè)備到目的設(shè)備的路由，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。此時(shí)，可以對(duì)每個(gè)無(wú)線設(shè)備進(jìn)行抽象，從而轉(zhuǎn)換為網(wǎng)狀圖，如圖7所示。構(gòu)建任意無(wú)線設(shè)備間路由的問(wèn)題就轉(zhuǎn)換為找到權(quán)值網(wǎng)絡(luò)中任意兩設(shè)備間的最短路徑的問(wèn)題。設(shè)備之間權(quán)值采用無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度、無(wú)線帶寬占用率、無(wú)線數(shù)據(jù)接收間隔等指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。
在路由上任何一個(gè)設(shè)備失效之后，其它網(wǎng)格設(shè)備能夠監(jiān)測(cè)到該設(shè)備失效，并更新自己的數(shù)據(jù)路由，根據(jù)新的數(shù)據(jù)路由建立新的數(shù)據(jù)通路，保持無(wú)線數(shù)據(jù)的繼續(xù)通訊。在無(wú)線設(shè)備之間構(gòu)造了有效的數(shù)據(jù)路由之后，任何網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用就可以利用協(xié)議程序構(gòu)造數(shù)據(jù)通路，此協(xié)議程序會(huì)自動(dòng)維護(hù)無(wú)線設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通路。
本發(fā)明方案中，設(shè)備路由建立的基礎(chǔ)信息來(lái)源于設(shè)備上的直接可達(dá)表和間接可達(dá)表，這兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是由設(shè)備探測(cè)包維護(hù)的，也可以說(shuō)，對(duì)設(shè)備探測(cè)包的處理是整個(gè)自動(dòng)組網(wǎng)方案的核心。
設(shè)備探測(cè)包是網(wǎng)格中每個(gè)無(wú)線設(shè)備以廣播方式定時(shí)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，每個(gè)無(wú)線設(shè)備都將定時(shí)發(fā)送設(shè)備探測(cè)包。設(shè)備探測(cè)包中至少包含包生存期，轉(zhuǎn)發(fā)表(消息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中各轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的IP地址列表)，和設(shè)備的基本信息(如載頻、設(shè)備名字、信號(hào)發(fā)送強(qiáng)度等參數(shù))。
其中的包生存期是用于記錄數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的，它是一個(gè)大于零的數(shù)字，在無(wú)線設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)某一數(shù)據(jù)包時(shí)，此數(shù)字自動(dòng)減1，當(dāng)其為零時(shí)，接收到此數(shù)據(jù)包的無(wú)線設(shè)備將丟棄所接收的數(shù)據(jù)包，因?yàn)閷儆诙嘀剞D(zhuǎn)發(fā)砂不再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
其中的IP地址用于表示網(wǎng)格設(shè)備，是通用的表示方式，每個(gè)IP地址為一個(gè)32位的數(shù)字。在本發(fā)明中，采用四字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)范圍為0-255。對(duì)于設(shè)備所包含的有效IP地址是從0.0.0.1到223.255.255.255。
每個(gè)無(wú)線設(shè)備中還建有直接可達(dá)表和間接可達(dá)表，列入直接可達(dá)表中的設(shè)備是指源設(shè)備可以直接訪問(wèn)到的設(shè)備，設(shè)備間通訊無(wú)須建立任何數(shù)據(jù)路由。列入間接可達(dá)表中的設(shè)備是指源設(shè)備不可以直接訪問(wèn)到的設(shè)備，設(shè)備間通訊至少需要進(jìn)行一次數(shù)據(jù)路由。
上述的數(shù)據(jù)路由是指一種數(shù)據(jù)通訊的方法，不同IP地址由掩碼區(qū)分成為不同的網(wǎng)段，不同網(wǎng)段之間無(wú)法進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)通訊，此時(shí)實(shí)現(xiàn)通訊必須通過(guò)中間轉(zhuǎn)發(fā)。需要在不同設(shè)備間，構(gòu)建源設(shè)備到目的設(shè)備的下一跳IP地址，由此地址代表的設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)并到達(dá)目的設(shè)備。
無(wú)線設(shè)備間構(gòu)建路由包括路由建立、路由更新(維護(hù))和路由刪除三個(gè)部分。在新設(shè)備加入無(wú)線網(wǎng)格時(shí)需要搜集其它設(shè)備的基本信息，構(gòu)建網(wǎng)格內(nèi)部每個(gè)設(shè)備上的直接可達(dá)表和間接可達(dá)表；設(shè)備根據(jù)直接可達(dá)表和間接可達(dá)表更改路由信息；無(wú)線設(shè)備根據(jù)路由信息，構(gòu)建本設(shè)備到達(dá)其它設(shè)備的路由。無(wú)線設(shè)備構(gòu)建了自己到達(dá)其它設(shè)備的路由之后，進(jìn)入路由維護(hù)狀態(tài)，每個(gè)無(wú)線設(shè)備定時(shí)廣播自己的包含路由信息的設(shè)備探測(cè)包，供其它設(shè)備維護(hù)此設(shè)備的路由信息。在某個(gè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)自己無(wú)法接收到某個(gè)設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包時(shí)，該設(shè)備自動(dòng)刪除相關(guān)的設(shè)備路由。如果設(shè)備發(fā)現(xiàn)了一個(gè)自身路由信息中不存在的設(shè)備訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí)，設(shè)備會(huì)在網(wǎng)格內(nèi)部主動(dòng)開(kāi)始路由創(chuàng)建過(guò)程，請(qǐng)求建立到達(dá)目的設(shè)備的路由。
設(shè)備探測(cè)包的發(fā)送時(shí)間間隔由設(shè)備在無(wú)線網(wǎng)格中的位置決定。如果設(shè)備處于無(wú)線網(wǎng)格的中心，由于需要轉(zhuǎn)發(fā)大量其它設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包，其發(fā)送設(shè)備探測(cè)包的發(fā)送時(shí)間間隔應(yīng)比較長(zhǎng)，如果設(shè)備處于無(wú)線網(wǎng)格的邊緣區(qū)域，可能僅轉(zhuǎn)發(fā)少量的其它設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包，其發(fā)送設(shè)備探測(cè)包的發(fā)送時(shí)間間隔應(yīng)比較短。換句話說(shuō)，設(shè)備發(fā)送設(shè)備探測(cè)包的發(fā)送時(shí)間間隔與設(shè)備上直接可達(dá)表中的設(shè)備數(shù)成正比，直接可達(dá)表中的設(shè)備數(shù)目越多，則時(shí)間間隔越長(zhǎng)。反之則越短。
圖3示出無(wú)線設(shè)備A加入無(wú)線網(wǎng)格時(shí)，無(wú)線網(wǎng)格中的其它設(shè)備處理無(wú)線設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包的過(guò)程。
步驟301，無(wú)線設(shè)備A將其設(shè)備探測(cè)包中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表和包生存期(字段)設(shè)置為缺省值(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表為空，包生存期為一個(gè)大于零的數(shù))；
步驟302，無(wú)線設(shè)備A以廣播方式發(fā)送設(shè)備探測(cè)包；步驟303，其它設(shè)備接收到無(wú)線設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包；步驟304，接收到無(wú)線設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包的其它設(shè)備，從該探測(cè)包中取出最近一次轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備，即地址列表中最后一跳IP地址；步驟305，接收到無(wú)線設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包的其它設(shè)備，向該最近一次轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線設(shè)備發(fā)送設(shè)備握手?jǐn)?shù)據(jù)包，該握手?jǐn)?shù)據(jù)包是一種無(wú)線設(shè)備間發(fā)送的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)包，可以不包含任何內(nèi)容，收到該握手?jǐn)?shù)據(jù)包的設(shè)備也必須發(fā)送設(shè)備握手?jǐn)?shù)據(jù)包以作為回應(yīng)；步驟306，接收到該握手?jǐn)?shù)據(jù)包的最近一次轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備向發(fā)出握手?jǐn)?shù)據(jù)包的無(wú)線設(shè)備回應(yīng)握手?jǐn)?shù)據(jù)包；步驟307，接收到無(wú)線設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包的其它設(shè)備，判斷是否收到握手?jǐn)?shù)據(jù)包回應(yīng)，收到回應(yīng)則繼續(xù)執(zhí)行步驟308，否則執(zhí)行步驟323，丟棄無(wú)線設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包。
步驟304至307，用于檢測(cè)無(wú)線非對(duì)稱性，即接收到A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包的無(wú)線設(shè)備，從該探測(cè)包的轉(zhuǎn)發(fā)表中取出最后一跳的IP地址，通過(guò)向該IP地址的無(wú)線設(shè)備發(fā)送握手?jǐn)?shù)據(jù)包和接收握手?jǐn)?shù)據(jù)包響應(yīng)來(lái)檢測(cè)，有握手?jǐn)?shù)據(jù)包響應(yīng)的則為具有無(wú)線對(duì)稱性，否則為具有無(wú)線非對(duì)稱性。
步驟308，其它設(shè)備檢查無(wú)線設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表；步驟309，通過(guò)檢查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表是否為空判斷A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包是否經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)，未經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)(是空)執(zhí)行步驟306，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)(不空)執(zhí)行步驟310；步驟310，其它設(shè)備將A設(shè)備(IP地址)記錄在自身的直接可達(dá)表中；步驟311，其它設(shè)備修改A設(shè)備探測(cè)包的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表及包生存期，修改轉(zhuǎn)發(fā)表就是將自身的IP地址加入A設(shè)備探測(cè)包的轉(zhuǎn)發(fā)表中(地址列表)和將包生存期減1；步驟312、313、314，其它設(shè)備判斷設(shè)備A的設(shè)備探測(cè)包生存期是否為0，為0時(shí)說(shuō)明A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包已轉(zhuǎn)發(fā)多次并超過(guò)了預(yù)定的次數(shù)(包生存期)，該A設(shè)備應(yīng)為不可達(dá)，執(zhí)行步驟323，將接收的A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包丟棄，否則執(zhí)行步驟313，通過(guò)檢查轉(zhuǎn)發(fā)表中所含的本設(shè)備IP地址進(jìn)一步判斷本設(shè)備是否轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包，轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)了(如本設(shè)備的IP地址被記錄了兩次時(shí))則執(zhí)行步驟323，將A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包丟棄，否則執(zhí)行步驟314，以廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包。
步驟321、322，步驟309中，其它設(shè)備檢查轉(zhuǎn)發(fā)包不為空，判斷已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包時(shí)，則判斷A設(shè)備是否存在于直接可達(dá)表中，存在于直接可達(dá)表中則執(zhí)行步驟323，將接收的A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包丟棄，不存在于直接可達(dá)表中則執(zhí)行步驟322，將A設(shè)備(IP地址)記錄在間接可達(dá)表中，并繼續(xù)執(zhí)行步驟311。
每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的無(wú)線設(shè)備都定時(shí)地發(fā)送設(shè)備探測(cè)包，每個(gè)接收到其它設(shè)備探測(cè)包的設(shè)備都會(huì)據(jù)此修改自己的直接可達(dá)表和間接可達(dá)表，該處理過(guò)程，為構(gòu)建網(wǎng)格內(nèi)設(shè)備路由作好了準(zhǔn)備。
可以通過(guò)固定時(shí)間方式對(duì)直接可達(dá)表和間接可達(dá)表進(jìn)行更新，在一個(gè)固定時(shí)間內(nèi)，如若干個(gè)發(fā)送設(shè)備探測(cè)包的時(shí)間間隔，沒(méi)有任何設(shè)備探測(cè)包更新直接可達(dá)表或間接可達(dá)表中記載的設(shè)備IP地址時(shí)，則將其從直接可達(dá)表或間接可達(dá)表中刪除。但是對(duì)直接可達(dá)表中的設(shè)備信息的刪除間隔應(yīng)小于間接可達(dá)表中設(shè)備信息的刪除間隔。
通過(guò)處理設(shè)備探測(cè)包，無(wú)線設(shè)備可以通過(guò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)確定其它全網(wǎng)設(shè)備是否直接可達(dá)，以及可達(dá)的通路情況。也就是說(shuō)，如果無(wú)線設(shè)備收到其它設(shè)備發(fā)送的設(shè)備探測(cè)包，且檢測(cè)的轉(zhuǎn)發(fā)表為一條對(duì)稱路由(滿足無(wú)線對(duì)稱性)，則這兩個(gè)設(shè)備之間可達(dá)。如果對(duì)稱路由除了目的設(shè)備和源設(shè)備之外，不包含任何其它設(shè)備，則兩個(gè)設(shè)備直接可達(dá)。否則，兩個(gè)設(shè)備間接可達(dá)。一個(gè)設(shè)備將其直接可達(dá)的設(shè)備存放在其直接可達(dá)表中，將間接可達(dá)的設(shè)備存放在其間接可達(dá)表中。
設(shè)備在具備了直接可達(dá)和間接可達(dá)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之后，數(shù)據(jù)路由的構(gòu)建就完全基于此數(shù)據(jù)信息完成了，圖4示出數(shù)據(jù)路由的構(gòu)建過(guò)程。
參見(jiàn)圖4。
步驟401，設(shè)備構(gòu)建設(shè)備路由時(shí)，查詢直接可達(dá)表和間接可達(dá)表，是否存在目的設(shè)備的信息；步驟402，首先判斷目的設(shè)備是否存在于直接可達(dá)表中，若存在則成功地構(gòu)建了路由，若不存在則進(jìn)一步執(zhí)行步驟403；步驟403，查詢所有可滿足達(dá)到目的設(shè)備條件的間接路由；步驟404，在間接可達(dá)表中能否找到可達(dá)目的設(shè)備的間接路徑，能找到則執(zhí)行步驟405，不能找到則表示構(gòu)建路由失??；步驟405，根據(jù)選定的一種路由算法計(jì)算通路權(quán)值；步驟406，選擇最大通路權(quán)值路徑，成功構(gòu)建路由。
步驟405中，可采用多種路由算法計(jì)算各通路的權(quán)值，再?gòu)闹羞x擇最大權(quán)值的路徑構(gòu)建路由。
例如可以采用Dijskstra算法求有向圖的單源最短路徑。該算法的思想是設(shè)集合S存放已經(jīng)求出的最短路徑的終點(diǎn)，初始狀態(tài)時(shí)，集合S中只有一個(gè)源點(diǎn)，設(shè)為v0。以后每求得一條最短路徑(v0，...，vk)，就將vk加入到集合S中，直到全部頂點(diǎn)都加入到集合S中，算法結(jié)束。
為了找到從源點(diǎn)v0到其它頂點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度，再引入一個(gè)輔助數(shù)組dist。它的每一個(gè)分量dist[i]表示當(dāng)前找到的從源點(diǎn)v0到終點(diǎn)vi的最短路徑長(zhǎng)度。它的初始狀態(tài)是若從源點(diǎn)v0到頂點(diǎn)vi有邊，則dist[i]為該邊上的權(quán)值；若從源點(diǎn)v0到頂點(diǎn)vi沒(méi)有邊，則dist[i]為最大正數(shù)。
設(shè)第一條最短路徑為(v0，vk)，其中k滿足dist[k]＝min{dist[i]| vi∈V-v0}.V是頂點(diǎn)集合。
假設(shè)S是已求得的最短路徑的終點(diǎn)集合，下一條最短路徑必然是從v0出發(fā)，中間只經(jīng)過(guò)S中的頂點(diǎn)便可達(dá)到的那些頂點(diǎn)vx(vx∈V-S)的路徑中的一條路徑。因此，在每次求得一條最短路徑之后，其終點(diǎn)vk加入集合S，然后對(duì)所有的vi∈V-S修改其dist[i]dist[i]＝min{dist[i]，dist[k]+Edge[k][i]}.
其中，Edge[k][i]是邊(vk，vj)上的權(quán)值。
根據(jù)Dijskstra算法計(jì)算通路權(quán)值后，還須綜合考慮無(wú)線設(shè)備路由長(zhǎng)度、無(wú)線設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度、無(wú)線設(shè)備帶寬占用等多個(gè)因素。由上述因素求得最大權(quán)值路徑。
無(wú)線設(shè)備構(gòu)建有效路由之后，在直接可達(dá)表和間接可達(dá)表發(fā)生相應(yīng)更新時(shí)，則會(huì)觸發(fā)設(shè)備路由的維護(hù)過(guò)程。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)設(shè)備從直接可達(dá)表到間接可達(dá)表，則增加一條路由；如果某個(gè)設(shè)備離開(kāi)間接可達(dá)表(可能加入直接可達(dá)表也可能完全被刪除)，則將該設(shè)備信息從間接可達(dá)表中刪除，并刪除相應(yīng)路由；如果路徑權(quán)值接近0或者遠(yuǎn)小于最大權(quán)值路徑(可以根據(jù)無(wú)線介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)情況的差異修改遠(yuǎn)小于的值，如為最大權(quán)值的1/5)，則先刪除原路由，再重新選擇最大權(quán)值路由并進(jìn)行路由重構(gòu)。
在某些情況下，無(wú)線設(shè)備會(huì)主動(dòng)發(fā)起和另外一個(gè)設(shè)備的路由請(qǐng)求，例如圖4中構(gòu)建路由失敗時(shí)，這時(shí)的處理流程如圖5所示。
參見(jiàn)圖5，無(wú)線設(shè)備主動(dòng)發(fā)起和另外一個(gè)設(shè)備的路由請(qǐng)求，首先進(jìn)行設(shè)備路由查詢。
步驟501，無(wú)線設(shè)備以廣播方式發(fā)送查詢目的設(shè)備的查詢數(shù)據(jù)包；步驟502，接收到該查詢信息的設(shè)備通過(guò)檢查直接、間接可達(dá)表判斷可否達(dá)到該目的設(shè)備(就象A向B打聽(tīng)是否知道C一樣)，如果可達(dá)則執(zhí)行步驟503，如果不可達(dá)則丟棄所接收的查詢數(shù)據(jù)包；步驟503，可達(dá)目的設(shè)備的其它設(shè)備(一個(gè)或多個(gè))向發(fā)出查詢的設(shè)備回傳到達(dá)目的設(shè)備權(quán)值的最大路徑；步驟504，發(fā)出查詢的設(shè)備根據(jù)接收信息判斷是否存在來(lái)自其它設(shè)備的到達(dá)目的設(shè)備的路徑反饋，有則執(zhí)行步驟505，否則判斷目的設(shè)備不可達(dá)；步驟505，發(fā)出查詢的設(shè)備比較所接收到的來(lái)自一個(gè)或多個(gè)設(shè)備傳回的到達(dá)目的設(shè)備權(quán)值的所有路徑權(quán)值，并取其中最大權(quán)值路徑構(gòu)建路由，目的設(shè)備可達(dá)。
參見(jiàn)圖6，圖中示出無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)無(wú)線設(shè)備A、B、C的智能組網(wǎng)過(guò)程。無(wú)線設(shè)備A、B、C可以是帶有無(wú)線功能(無(wú)線網(wǎng)卡)的筆記本電腦，通過(guò)本發(fā)明的方法，使得筆記本電腦之間在無(wú)任何無(wú)線基站的對(duì)等場(chǎng)景中，筆記本電腦之間能夠互相中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
假定A、B設(shè)備間可以互相發(fā)現(xiàn)，B、C設(shè)備間可以互相發(fā)現(xiàn)，但A、C設(shè)備間不能互相發(fā)現(xiàn)。
(1)A設(shè)備為源設(shè)備，C設(shè)備為目的設(shè)備，A設(shè)備加入網(wǎng)格，廣播設(shè)備探測(cè)包；(2)B設(shè)備接收到A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包，經(jīng)過(guò)圖3的步驟308、309、310，將A設(shè)備記錄在其直接可達(dá)表中(轉(zhuǎn)發(fā)表為空)；(3)B設(shè)備經(jīng)過(guò)圖3的步驟310、311、312，以廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包；(4)A設(shè)備與C設(shè)備都會(huì)接收到B設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的A設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包，A、C設(shè)備各經(jīng)過(guò)圖3的步驟308、309、321、322(轉(zhuǎn)發(fā)表有B設(shè)備的記錄，不為空)，則修改設(shè)備的間接可達(dá)表；(5)A、B、C設(shè)備根據(jù)各自直接可達(dá)表與間接可達(dá)表，按圖4步驟自動(dòng)更新路由；(6)通過(guò)B設(shè)備的中轉(zhuǎn)，A、C設(shè)備間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向通訊。
上述過(guò)程中略去了B設(shè)備與A設(shè)備探測(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)表中最近一跳IP地址設(shè)備間的無(wú)線非對(duì)稱性檢測(cè)過(guò)程。
在筆記本電腦上加入按本發(fā)明方法執(zhí)行的協(xié)議之后，無(wú)線設(shè)備間的工作距離可從20米增加到200米，基本實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)辦公區(qū)域內(nèi)部的數(shù)據(jù)通訊，如無(wú)線設(shè)備A與無(wú)線設(shè)備C間從不可達(dá)變?yōu)榭梢詫?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，按該協(xié)議構(gòu)建路由，還拓展了包括文件瀏覽、文件拷貝、視頻傳輸在內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，構(gòu)建源設(shè)備到目的設(shè)備間的路由，其特征在于包括以下處理步驟A.無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)的每一個(gè)無(wú)線設(shè)備以廣播方式定時(shí)發(fā)送設(shè)備探測(cè)包，設(shè)備探測(cè)包中至少包括轉(zhuǎn)發(fā)表、包生存期，轉(zhuǎn)發(fā)表記錄轉(zhuǎn)發(fā)某一消息的所有設(shè)備的IP地址，包生存期用于標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)；B.無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)接收到該設(shè)備探測(cè)包的其它無(wú)線設(shè)備，與該設(shè)備探測(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)表中最后一跳IP地址的無(wú)線設(shè)備間進(jìn)行無(wú)線對(duì)稱性檢測(cè)，具有無(wú)線對(duì)稱性時(shí)繼續(xù)執(zhí)行步驟C，否則為不具有無(wú)線對(duì)稱性，丟棄該設(shè)備探測(cè)包；C.檢查該設(shè)備探測(cè)包中的轉(zhuǎn)發(fā)表，在轉(zhuǎn)發(fā)表不為空、且直接可達(dá)表中存在該設(shè)備信息時(shí)，丟棄該接收的設(shè)備探測(cè)包，在轉(zhuǎn)發(fā)表不為空、但直接可達(dá)表中不存在該設(shè)備信息時(shí)，將該設(shè)備信息記錄在間接可達(dá)表中，在轉(zhuǎn)發(fā)表為空時(shí)將該設(shè)備信息記錄在直接可達(dá)表中；D.對(duì)直接可達(dá)表或間接可達(dá)表作過(guò)修改的無(wú)線設(shè)備，將其設(shè)備信息記錄在所接收的設(shè)備探測(cè)包的轉(zhuǎn)發(fā)表中，在對(duì)其轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)沒(méi)有超過(guò)設(shè)定值且沒(méi)有轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)時(shí)，廣播轉(zhuǎn)發(fā)該設(shè)備探測(cè)包，否則丟棄該設(shè)備探測(cè)包；E.源無(wú)線設(shè)備對(duì)于存在于直接可達(dá)表中的目的設(shè)備，直接構(gòu)建本設(shè)備到目的設(shè)備的路由，對(duì)于存在于其間接可達(dá)表中的目的設(shè)備，根據(jù)算法計(jì)算通路權(quán)值，并選擇最大通路權(quán)值的路徑構(gòu)建本設(shè)備到目的設(shè)備的路由。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟A中，新加入無(wú)線網(wǎng)格的無(wú)線設(shè)備，將其設(shè)備探測(cè)包中轉(zhuǎn)發(fā)表與生存期均設(shè)置為缺省值，轉(zhuǎn)發(fā)表的缺省值為空，生存期的缺省值為一大于零的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟A中，所述的設(shè)備探測(cè)包，其發(fā)送的時(shí)間間隔與設(shè)備的位置有關(guān)，處于網(wǎng)格中心位置的設(shè)備，發(fā)送設(shè)備探測(cè)包的時(shí)間間隔長(zhǎng)于處于網(wǎng)格邊緣位置的設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟A中，所述的設(shè)備探測(cè)包，其發(fā)送的時(shí)間間隔與設(shè)備上直接可達(dá)表中記錄的設(shè)備數(shù)成正比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟A中，所述的設(shè)備探測(cè)包中還包括設(shè)備的基本信息，設(shè)備的基本信息包括設(shè)備工作載頻、設(shè)備名字和設(shè)備信號(hào)發(fā)送強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟B中的無(wú)線對(duì)稱性檢測(cè)進(jìn)一步包括B1.無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)接收到設(shè)備探測(cè)包的其它無(wú)線設(shè)備，從該設(shè)備探測(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)表中取出最后一跳IP地址的無(wú)線設(shè)備；B2.向最后一跳IP地址的無(wú)線設(shè)備發(fā)送握手?jǐn)?shù)據(jù)包；B3.接收到握手?jǐn)?shù)據(jù)包的無(wú)線設(shè)備發(fā)送握手?jǐn)?shù)據(jù)包進(jìn)行回應(yīng)；B4.判斷接收到握手?jǐn)?shù)據(jù)包回應(yīng)的其它無(wú)線設(shè)備具有無(wú)線對(duì)稱性，否則為不具有無(wú)線對(duì)稱性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟C中還包括，設(shè)備在固定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到直接可達(dá)表或間接可達(dá)表中相應(yīng)設(shè)備的設(shè)備探測(cè)包時(shí)更新其設(shè)備信息，刪除直接可達(dá)表或間接可達(dá)表中的該設(shè)備信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于對(duì)直接可達(dá)表中設(shè)備信息的刪除間隔小于間接可達(dá)表中設(shè)備信息的刪除間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟D中，在記錄設(shè)備信息的同時(shí)，還包括對(duì)該探測(cè)包的生存期作減1操作；所述的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)沒(méi)有超過(guò)設(shè)定值且沒(méi)有轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)該設(shè)備探測(cè)包，進(jìn)一步包括D1.判斷該探測(cè)包的生存期是否為零，在包生存期為零時(shí)丟棄該接收的設(shè)備探測(cè)包，和在包生存期不為零時(shí)繼續(xù)執(zhí)行D2；D2.判斷轉(zhuǎn)發(fā)表中是否已有本設(shè)備IP地址的轉(zhuǎn)發(fā)記錄，有轉(zhuǎn)發(fā)記錄時(shí)丟棄該接收的設(shè)備探測(cè)包，無(wú)轉(zhuǎn)發(fā)記錄時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)所接收的設(shè)備探測(cè)包。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟E中，是采用Dijsktra算法計(jì)算通路權(quán)值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟E中，選擇最大通路權(quán)值路徑構(gòu)建路由，還包括綜合所計(jì)算的通路權(quán)值、無(wú)線設(shè)備路由長(zhǎng)度、無(wú)線設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度和無(wú)線設(shè)備帶寬占用因素。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟E中，當(dāng)目的設(shè)備不存在于直接可達(dá)表與間接可達(dá)表中、構(gòu)建路由失敗時(shí)，還包括源設(shè)備主動(dòng)發(fā)起一個(gè)設(shè)備路由查詢過(guò)程，確定目的設(shè)備可達(dá)或不可達(dá)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述的路由查詢過(guò)程包括e1.源無(wú)線設(shè)備以廣播方式發(fā)送到達(dá)目的設(shè)備的查詢數(shù)據(jù)包；e2.接收到查詢數(shù)據(jù)包的無(wú)線設(shè)備通過(guò)檢查直接可達(dá)表和間接可達(dá)表，判斷可否達(dá)到該目的設(shè)備，如果不可達(dá)則丟棄所接收的查詢數(shù)據(jù)包，如果可達(dá)繼續(xù)執(zhí)行e3；e3.可達(dá)目的設(shè)備的其它設(shè)備向發(fā)出查詢的設(shè)備回傳到達(dá)目的設(shè)備權(quán)值的最大路徑；e4.發(fā)出查詢的設(shè)備從接收到的目的設(shè)備權(quán)值的路徑反饋中取其中最大權(quán)值路徑，構(gòu)建路由。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述步驟E中，還包括在設(shè)備的直接可達(dá)表或間接可達(dá)表發(fā)生更新時(shí)，觸發(fā)所構(gòu)建的設(shè)備路由的維護(hù)過(guò)程，包括對(duì)從直接可達(dá)表轉(zhuǎn)到間接可達(dá)表的設(shè)備增加一條路由；對(duì)離開(kāi)間接可達(dá)表的設(shè)備作相應(yīng)的路由刪除操作；在通路權(quán)值接近零或遠(yuǎn)小于最大權(quán)值路徑值時(shí)，先刪除原路由，再重新選擇最大權(quán)值路由并進(jìn)行路由重構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間智能組網(wǎng)的方法，其特征在于所述的遠(yuǎn)小于最大權(quán)值路徑值，是一個(gè)根據(jù)無(wú)線介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)情況差異進(jìn)行修改的值，可為最大權(quán)值路徑的1/5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在無(wú)線網(wǎng)格內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間自動(dòng)組網(wǎng)的方法，即在無(wú)線環(huán)境下自動(dòng)建立與維護(hù)無(wú)線設(shè)備路由的方法。包括無(wú)線設(shè)備以廣播方式定時(shí)發(fā)送設(shè)備探測(cè)包，探測(cè)包中包括轉(zhuǎn)發(fā)表、包生存期等，轉(zhuǎn)發(fā)表記錄轉(zhuǎn)發(fā)某一消息的所有設(shè)備的IP地址，包生存期用于標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)；接收到探測(cè)包的其它無(wú)線設(shè)備，進(jìn)行無(wú)線對(duì)稱性檢測(cè)，具有對(duì)稱路由時(shí)繼續(xù)執(zhí)行步驟，否則丟棄該探測(cè)包；根據(jù)該設(shè)備探測(cè)包中轉(zhuǎn)發(fā)表的內(nèi)容，將本設(shè)備信息記錄在直接可達(dá)表中，或記錄在間接可達(dá)表中，或作丟棄；無(wú)線設(shè)備根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表及包生存期信息，或者轉(zhuǎn)發(fā)或者丟棄該設(shè)備探測(cè)包；源設(shè)備根據(jù)直接可達(dá)表、間接可達(dá)表，直接構(gòu)建或者利用路由算法構(gòu)建本設(shè)備到目的設(shè)備的路由。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1627718SQ200310119429
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者于辰濤, 王震宇, 朱剛 申請(qǐng)人:聯(lián)想(北京)有限公司