[发明专利]一种移动自组网的构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络的构建方法，尤其涉及的是一种移动自组网的构建方法。

背景技术

移动自组网是一种不依赖任何固定基础设施的多跳无线网络，其节点具有路由器和普通节点双重身份。由于节点可以自由移动，因此稳定的移动自组网络结构就显得十分重要，因为稳定的网络结构可以有效减少路由的更新代价，减少路由功耗。相对于平面网络体系结构而言，采用层次网络体系结构的移动自组网性能更好，扩展性更强。

实现移动自组网首先需要解决的关键问题就是如何构建移动自组网，使路由功耗更少，延迟更短。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种移动自组网的构建方法。

技术方案：本发明公开了一种移动自组网的构建方法，所述移动自组网中设置五类节点：簇首节点、簇内节点、新节点、关联节点和潜在关联节点；

所述簇首节点具有路由转发功能，两个簇首节点之间不直接通信；

所述簇内节点不具有路由转发功能，用于数据采集；

所述新节点为没有标记为簇首节点或者簇内节点或者关联节点或者潜在关联节点的移动节点；

所述关联节点同时位于两个以上簇首节点的覆盖范围内，用于连接两个以上簇首节点，具有路由转发功能；

所述潜在关联节点同时位于两个以上簇首节点的覆盖范围，不具有路由转发功能；

所述簇首节点和关联节点组成移动自组网中的路由骨干网；

所述移动自组网划分为多个簇，每个簇由一个簇首节点和一个以上簇内节点组成；同一个时刻内，两个簇首节点只能通过一个且只有一个关联节点进行通信，其他位于这两个簇首节点覆盖范围内的簇内节点将自己标记为潜在关联节点，不执行路由转发功能；

如果两个簇首节点在一跳范围内，则进行簇合并操作；

簇首节点用于接收本簇的簇内节点发送的数据并通过路由骨干网进行数据路由转发；

新节点通过创建新的簇转换为簇首节点，或者通过加入原有的簇转换为簇内节点；

移动自组网的构建包括初始化和维护两部分：其中初始化部分在移动自组网启动时执行，只执行一次；初始化结束后，开始执行维护部分，用于处理节点的移动、失效以及新节点的加入；

初始状态下，所有节点都是新节点且具有网络唯一性的ID值，同时保存一个邻居节点记录表，记录表项包括两个域：邻居节点的ID值及邻居节点类型；

节点在一跳范围内定期广播信标消息，信标消息负载包括节点类型、邻居新节点总数、以及节点自身和邻居新节点中最小的ID值。

本发明所述方法中，如果新节点发现邻居新节点广播的信标消息中最小的ID值是自己的ID值，它则发起下述初始化操作：

步骤301：开始；

步骤302：新节点将自己标记为簇首节点；

步骤303：簇首节点一跳范围内的新节点收到簇首节点的信标消息后，将自己标记为簇内节点，同时记录下簇首节点的ID值；

步骤304：簇首节点在收到本簇簇内节点的信标消息后，选择邻居新节点总数最多的节点为关联节点，并向此节点发送新关联节点消息；

步骤305：收到新关联节点消息的节点将自己标记为关联节点，同时向一跳范围内邻居新节点总数最多的新节点发送新簇首节点消息；

步骤306：新节点收到新簇首节点消息后，将自己标记为簇首节点，然后重复步骤303至步骤305，直到移动自组网中没有新节点为止；

步骤307：结束；

初始化结束后，能够接收到两个或两个以上簇首节点的信标消息的节点将自己标记为潜在关联节点；

初始化结束后，节点仍然在一跳范围内定期广播信标消息，消息负载包括节点类型、邻居新节点总数和邻居簇内节点总数；其中，关联节点和潜在关联节点的信标消息还包括邻居簇首节点的ID值，簇首节点的信标消息还包括本簇簇内节点的数量，簇内节点的信标消息还包括本簇簇首节点的ID。

通过移动自组网初始化，连通度最大的新节点被选举为新的簇首节点，从而保证了移动自组网中簇首节点最小化。这样，有效降低了路由更新代价，以及路由延迟和功耗。由于簇内节点的离开和加入并不影响移动自组网骨干网的拓扑结构，因此增强了网络的稳定性。

本发明所述方法中，如果簇首节点X收到另外一个簇首节点Y的信标消息，且簇首节点X所在簇的簇内节点数量小于簇首节点Y所在簇的簇内节点总数，那么簇首节点X进行下述簇合并操作：

步骤401：开始；