一種無線Ad Hoc網(wǎng)絡中節(jié)點群組的管理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信領域，更具體地涉及到無線Ad Hoc網(wǎng)絡(也稱移動對等網(wǎng)絡、無線自組網(wǎng)絡等)中的各節(jié)點對周圍能夠相互交流節(jié)點的管理方法。在節(jié)點上建立兩種群組：一種是附近的人群組，另一種是私有群組。附近的人群組用于和周圍不確定的節(jié)點交流，私有群組用來和確定的人群交流。節(jié)點上只能建立一個附近的人群組，可以建立多個私有群組。并且介紹了這兩種群組的構造方法、用途及特點，通過管理這兩種群組實現(xiàn)和周圍節(jié)點通信。
【專利說明】
一種無線Ad Hoc網(wǎng)絡中節(jié)點群組的管理方法
所屬技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領域，更具體地涉及到無線Ad Hoc網(wǎng)絡(也稱移動對等網(wǎng)絡、無線自組網(wǎng)絡等)中的各節(jié)點對周圍能夠相互交流節(jié)點的管理方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡可以簡單的分為固定網(wǎng)絡(或有線網(wǎng)絡)和移動網(wǎng)絡(或無線網(wǎng)絡)。固定網(wǎng)絡中的個人通信終端節(jié)點一般有固定電話和臺式電腦，固定電話一般采用存儲電話號碼簿來管理經(jīng)常使用的電話號碼，是一種完全靜態(tài)的管理方式。臺式電腦上一般安裝一些即時通信軟件來用于個人通信，這些即時通信軟件一般通過互相確認來添加好友，再把這些好友按好友本身的不同屬性分類，隸屬于不同群組，好友本身的屬性一般是指同學、同事以及某某項目組等，這些好友節(jié)點的屬性是完全平等的，只是起一個標識的作用。移動網(wǎng)絡中的個人通信終端節(jié)點一般是指手機，以前的手機除了無線連接以外，其他功能和固定電話是差不多的，也是通過電話號碼簿來管理經(jīng)常使用的電話號碼。而現(xiàn)在的智能手機已經(jīng)相當于掌上電腦了，除了具有傳統(tǒng)的手機功能外，還可以在上面安裝各種即時通信應用軟件來用于個人通信，這些即時通信軟件一般都同時有智能手機和臺式電腦兩個版本，它們的好友管理方法是一樣的。
[0003]對講機通信也屬于無線通信，主要分為模擬對講機和數(shù)字對講機。模擬對講機一般用不同信道(頻點)來區(qū)分群組，如果信道有變化，需要通知對應該頻點的群組中所有成員統(tǒng)一修改頻點設置，這對使用者來說，很不方便。而數(shù)字對講機系統(tǒng)一般需要基站來建立互連，這和手機移動通信系統(tǒng)在網(wǎng)絡架構上是一致的，每個通信節(jié)點的群組管理方法也和手機類似。
[0004]—般情況下，傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡中的節(jié)點都是通過基站的支持來建立連接，每個節(jié)點不容易覺察到其他節(jié)點的位置，所以下面的兩個場景，傳統(tǒng)的通信方式就很難實現(xiàn):
[0005]I)商家給附近的人投放廣告，同時也給想了解附近有哪些商家的游人提供了準確即時的信息。
[0006]2)附近的陌生的駕駛汽車的司機之間交流路況。
[0007]無線AdHoc網(wǎng)絡是由多個帶有無線收發(fā)功能的終端節(jié)點共同組成的，它們之間的通信并不需要固定的網(wǎng)絡基礎設施(例如基站或熱點)的支持，每個終端節(jié)點可以和無線射頻范圍內(nèi)的其他節(jié)點直接通信，并且能夠通過節(jié)點間信息轉(zhuǎn)發(fā)(跳)實現(xiàn)更遠距離通信，網(wǎng)絡中的節(jié)點能夠自由移動，網(wǎng)絡的無線拓撲結構可以隨意變化并且無法預知。一般來說，AdHoc網(wǎng)絡中節(jié)點間的路由包含多跳(多次轉(zhuǎn)發(fā))，因此這種網(wǎng)絡也稱多跳無線Ad Hoc網(wǎng)絡。無線Ad Hoc網(wǎng)絡中的節(jié)點同時兼有主機和路由器的功能，每個節(jié)點都以自己為中心由近而遠逐步建立連接的，如果在節(jié)點上建立這樣一個群組，群組中的成員都是附近的節(jié)點，群組成員之間可以實時通信交流，應用到上述的兩個場景就很方便。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]根據(jù)無線Ad Hoc網(wǎng)絡的定義，我們一般會認為無線Ad Hoc網(wǎng)絡拓撲結構如圖1所示，網(wǎng)絡中的所有節(jié)點地位平等，通過合適的方法控制各節(jié)點的發(fā)射功率，保證整個網(wǎng)絡節(jié)點的連通性。實際應用中圖1的場景只適用于規(guī)模很小的無線Ad Hoc網(wǎng)絡，一般采用圖2示意網(wǎng)絡拓撲結構(圖2中的A0、B0、C0節(jié)點稱為網(wǎng)關節(jié)點，它們之間通過更高速網(wǎng)絡互連，網(wǎng)關節(jié)點的位置可以固定)，原因如下:
[0009]I)理論分析，每個節(jié)點的吞吐量隨著網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)目的增大而迅速下降至零，構建大型無線Ad Hoc網(wǎng)絡并不現(xiàn)實。
[0010]2)無線節(jié)點之間的分組轉(zhuǎn)發(fā)延時較大，大規(guī)模的無線Ad Hoc網(wǎng)絡中過多的轉(zhuǎn)發(fā)延時累積常常會難以忍受。
[0011]3)—些實際的應用場景如多個獨立的地方(如多個機場之間對講機互連)，采用大規(guī)模無線Ad Hoc網(wǎng)絡連接很不現(xiàn)實。
[0012]本發(fā)明中所描述的無線AdHoc網(wǎng)絡中的節(jié)點上一般建立下列兩類群組:
[0013]I)附近的人群組，該群組中成員從該節(jié)點的路由表中按跳數(shù)由小到大提取，有一個跳數(shù)N限制。由于節(jié)點的移動，所以附近的人群組的成員是動態(tài)變化的，不同節(jié)點的該群組的成員可能不同，而且該群組中成員的數(shù)量也可能不同。如圖1所示，如果群組限制跳數(shù)N為3，節(jié)點46上附近的人群組成員有46)7)8^9^0^1^2^3和44，而節(jié)點49上附近的人群組成員有A9、A8、A7、A6、A4、A1和A0。圖2中的網(wǎng)關節(jié)點Α0、Β0和CO，它們可以成為周圍節(jié)點上附近的人群組中的成員，一般只負責信息轉(zhuǎn)發(fā)，不參與成員之間的交流互動，它們是周圍節(jié)點默認路由網(wǎng)關。附近的人群組用來和周圍不固定人群進行交流，內(nèi)容隨機，由于成員之間可能不熟悉，交流內(nèi)容也不保密。
[0014]2)私有群組，該群組中成員之間有確定的工作關系或私人關系，由系統(tǒng)分配的節(jié)點識別ID號來建立彼此的聯(lián)系。每個私有群組在整個無線Ad Hoc網(wǎng)絡中擁有一個唯一的群組識別號，私有群組成員的流水號和和私有群組識別號共同組成節(jié)點識別ID，用來區(qū)分私有群組中的各個成員，如圖3所示。由于私有群組識別號的唯一性，所以每個節(jié)點識別ID在整個無線Ad Hoc網(wǎng)絡中也是唯一的。每個節(jié)點可以建立多個私有群組，通過分配不同的節(jié)點識別ID號來隸屬于不同的私有群組。節(jié)點上相同的私有群組成員是一樣的，一般情況下不變化。私有群組用來和確定的人群交流，一般是工作同事協(xié)作交流或朋友、家人之間的私人聊天，私有群組成員之間交流內(nèi)容不會流出到群組成員之外。
[0015]本發(fā)明中所描述的無線AdHoc網(wǎng)絡中的節(jié)點上只能建立一個附近的人群組，可以建立多個私有群組，如圖4所示，同事、朋友和家人都屬于私有群組。由于無線Ad Hoc網(wǎng)絡設計的約束條件限制，系統(tǒng)中的普通節(jié)點一般不可能也不允許和系統(tǒng)中所有節(jié)點進行通信交流，所以節(jié)點之間的通信方式有群內(nèi)單播、群內(nèi)多播和群內(nèi)廣播三種方式。對應附近的人群組和私有群組分別有不同的處理方式:
[0016]I)在附近的人群組中，每個成員的路由都可以在本地節(jié)點的路由表中獲得，群內(nèi)單播只需按路由發(fā)送信息即可，群內(nèi)多播的報文中含有多個目的地址，報文的發(fā)送范圍同時受限于轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)(跳數(shù)的限制)和目的地址，群內(nèi)廣播的報文不含目的地址，發(fā)送范圍只受限于轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)(跳數(shù)的限制)。
[0017]2)在大規(guī)模的無線Ad Hoc網(wǎng)絡中，由于受節(jié)點資源的限制，每個節(jié)點不可能建立一個包含網(wǎng)絡中所有節(jié)點的路由表，事實上也沒必要，一般有一個節(jié)點數(shù)量或跳數(shù)限制，所以節(jié)點的本地路由表中可能不完全包含私有群組的所有成員，需要為私有群組單獨建立一個路由表，節(jié)點常常通過一個群內(nèi)廣播來獲取所有群組內(nèi)成員的路由。私有群組的群內(nèi)廣播采用私有群組識別碼作為群內(nèi)廣播地址，節(jié)點發(fā)射的群內(nèi)廣播報文由群組內(nèi)成員接力的方式送達所有成員。建立好私有群組的路由表之后就可以采用通常的方式實現(xiàn)群內(nèi)多播和群內(nèi)單播。
【附圖說明】
:
[0018]圖1小規(guī)模無線AdHoc網(wǎng)絡拓撲結構示意圖；
[0019]圖2較大規(guī)模無線AdHoc網(wǎng)絡拓撲結構示意圖；
[0020]圖3節(jié)點識別ID組成示意圖；
[0021 ]圖4節(jié)點上建立的群組示意圖；
[0022]圖5實例中對講機節(jié)點上的群組示意圖；
具體實施例:
[0023]下面是一個采用本發(fā)明的基于無線AdHoc網(wǎng)絡的對講機系統(tǒng)的具體實例。
[0024]基于無線AdHoc網(wǎng)絡的對講機就是系統(tǒng)網(wǎng)絡中的節(jié)點，該對講機節(jié)點上只建立了兩個群組，一個是附近的人群組，另一個是工作群組，工作群組屬私有群組，如圖5示意。附近的人群組用于和周圍的人交流，如果在車上，可以用來和周圍司機打聽路況等信息。附近的人群組中的成員限制在4跳以內(nèi)，根據(jù)平面均勻分布計算，最多可以和周圍60個對講機建立連接。本地路由表節(jié)點的數(shù)量限制是120。
[0025]由于本系統(tǒng)的對講機上只有一個私有群組，所以每個對講機分配一個節(jié)點識別ID，節(jié)點識別ID長度為32位，如圖3所示，私有群組識別號的長短決定該群組容量大小，這和以太網(wǎng)的IP地址的分配方案相似。本系統(tǒng)的私有群組識別號的長度是24位，除去幾個特殊用途的地址外，可以保證250組內(nèi)成員編址。
[0026]附近的人群組中的成員可能不屬于同一個私有群組，涉及到工作內(nèi)容的交流時，要把對講機設置到工作群組，否則在附近的人群組中組內(nèi)廣播或組內(nèi)多播，內(nèi)容會發(fā)送給不相干的人。群組中少數(shù)關鍵的人因工作關系，需要和不同私有群組的人交流，而且這些群組成員之間還需要隔離，可以在他們的對講機上配置多個節(jié)點識別ID，隸屬于不同的私有群組。
[0027]基于無線AdHoc網(wǎng)絡的對講機系統(tǒng)和現(xiàn)行的對講機系統(tǒng)比較具有非常大的優(yōu)勢，采用本發(fā)明的節(jié)點群組的管理方法能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)對講機的功能，而且使用更加方便、靈活。
【主權項】
1.一種無線AdHoc網(wǎng)絡中節(jié)點群組的管理方法，其特征在于:在節(jié)點上建立兩種群組，一種是附近的人群組，另一種是私有群組；附近的人群組只能建一個，私有群組可以建多個。2.如權利要求1所述的附近的人群組，其特征在于:該群組中的成員從該節(jié)點的本地路由表中按跳數(shù)由小到大提取，受限于一個確定的跳數(shù)N。3.如權利要求1所述的附近的人群組，其特征在于:本地節(jié)點在該群組中發(fā)送的群內(nèi)多播報文中含有多個目的地址，其發(fā)送范圍受限于報文轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)(跳數(shù)的限制)和目的地址。4.如權利要求1所述的附近的人群組，其特征在于:本地節(jié)點在該群組中發(fā)送的群內(nèi)廣播報文中不含目的地址，其發(fā)送范圍僅受限于報文轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)(跳數(shù)的限制)。5.如權利要求1所述的私有群組，其特征在于:該群組中的成員由系統(tǒng)分配的節(jié)點識別ID號確定。6.如權利要求5所述的節(jié)點識別ID號，其特征在于:該節(jié)點識別ID號由整個網(wǎng)絡中唯一的私有群組識別號和該私有群組成員流水號組成。7.如權利要求6所述的整個網(wǎng)絡中唯一的私有群組識別號，其特征在于:具有私有群組識別號特征的地址作為該私有群組的群內(nèi)廣播地址。8.如權利要求1所述的私有群組，其特征在于:每個節(jié)點可以建立多個私有群組，系統(tǒng)通過給該節(jié)點分配多個節(jié)點識別ID號來隸屬于不同的私有群組。9.如權利要求1所述的私有群組，其特征在于:節(jié)點上的每個私有群組，都需要該節(jié)點為它們單獨建一個路由表。
【文檔編號】H04W8/18GK105916123SQ201610479055
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】姚昊萍, 丁蘭英, 張靜, 史麗萍
【申請人】南京農(nóng)業(yè)大學