[发明专利]Ad Hoc网络中一种轻型位置服务实现方法

说明书

技术领域

本发明应用于无线移动自组织网络(Ad Hoc网络)中，主要涉及路由层的位置服务实现方法，为基于地理位置的路由协议提供服务支持。

背景技术

目前应用于无线移动Ad Hoc网络的各类路由协议中，基于地理位置的路由协议是公认的具有很好扩展性和有效性的路由方式。所有基于地理位置路由协议都建立在两个共同假设之上：首先所有网络节点能够准确获知自己的实时位置信息，其次所有节点能够在通信之前获知目的节点的位置信息。第一项假设可以通过GPS等定位系统实现，第二项假设则需要通过Ad Hoc网络的位置服务提供支持。

现有的位置服务大都采用了客户/服务器模式。选取网络中部分节点作为位置服务器，所有节点周期性上传位置信息到其位置服务器。当需要通信时，通信源节点向相应的位置服务器请求目的节点位置信息，位置服务器给予响应，返回已知的最新目标位置。如DLS，SLS等都采用了这种位置服务模式，需要周期性地上传位置信息，以保持节点位置信息的新鲜性，但是这种方式带来了较大的控制开销，增大了网络负担。GLS和GHLS等在上述位置服务模式之上改进了位置服务器的选取。GLS引入了网格划分机制，GHLS引入了家乡代理机制，并且二者都利用哈希函数选取位置服务器，上述机制的共同作用增强了位置服务的可扩展性，在全网范围内均衡了位置服务引起的控制负载。但位置服务总体的负载还是过大，限制了基于地理位置的路由协议应用于大规模网络。为了提高位置服务自身的可扩展性必须消除大规模的周期性位置信息更新，有必要设计出新的结构体系，实现轻型负载位置服务。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供了一种Ad Hoc网络中轻型位置服务实现方法，本发明消除周期性位置信息更新，位置服务的控制负载明显降低，能够有效地为基于地理位置路由协议提供服务，很好地支持其扩展性。

本发明的技术方案是这样实现的：

假设Ad Hoc网络中每个节点都可以通过GPS等定位系统获得自身的位置信息。

每个节点保存两个表，一个是邻居列表(Neighbor List)，保存自身的邻居信息，即邻居节点ID和其地理位置。另外一个是位置数据库(LocationDatabase)，该数据库包含了全网每个节点位置信息，每条信息包含节点ID、地理位置以及与位置相关的时间戳。邻居列表通过邻居节点间周期性互发的Hello包进行维护，实时更新邻居位置，增添新加入邻居并且删除久未更新的过期邻居。位置数据库同样利用Hello包更新其中的节点位置信息，但节点的过期位置信息并不删除。此外还利用网络数据业务捎带更新每一个途径转发节点的位置数据库。

本发明的Ad Hoc网络中轻型位置服务实现方法包括两部分内容：位置数据库的建立、目标位置的追踪探寻。

位置数据库的建立步骤描述如下：

Step1网络初始阶段邻居节点间广播Hello包通告自身位置信息，将全部邻居位置信息存入邻居列表和位置数据库；

Step2检查本地位置数据库，如果新增记录数目足够多，则为新增记录建立摘要，向邻居广播摘要；

Step3收到摘要则检查本地位置数据库。如果摘要包含本地位置数据库缺少的记录，则向摘要源节点发起缺失记录请求；

Step4收到缺失请求的节点从本地数据库获取所需记录，以缺失响应的形式返回给缺失请求源；

Step5收到缺失响应的节点，将返回记录存入本地数据库，然后转步骤2。

一对节点通信之前，如果双方不是邻居，那么源节点首先需要获知目标节点的位置信息，在本发明中由目标节点的探寻追踪过程实现。

目标位置的追踪探寻步骤描述如下：

Step1源节点生成位置请求包，查询本地位置数据库，获得目标节点历史位置，将位置请求包发往该位置；

Step2转发节点收到位置请求包，如果自己是请求目标，则发起位置响应包，返回当前位置给请求源节点，如果不是，则转步骤3；

Step3查询本地位置数据库，获得目标节点历史记录，如果本地记录较新，则以本地信息更新请求包，否则以请求包中目标信息更新本地位置数据库，更新完毕继续转发位置请求包；

Step4源节点收到位置响应包，完成目标位置追踪。