[发明专利]基于无线链状网的路由实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，其中具体涉及的是一种链状或树状的无线通信系统的路由实现方法。

背景技术

无线自组织网络是一种无中心，自组织，拓扑结构动态变化的无线通信网络。无线自组织网络从拓扑结构上进行划分，可以分为星型网络，如无线蜂窝网；树型网络，如一些无线传感器网络；网状网络，如无线网格网络，不同的拓扑结构应用在相应的场景具有独特的优势。无线链状网络作为无线自组织网络的一种特殊拓扑结构，其网络内节点组成“链状”路径，所有的网络节点共同构成一个链状网络，在应用于高速公路、桥梁隧道、街道监控，边防安全等链状场合，可以减少区域内不必要的节点部署，有提高网络带宽，降低成本等优点。

现有的无线网络路由协议，根据应用对象和路由实现机制等大致可以有如下划分：

表驱动型路由协议：又称为先应式路由协议，是指节点通过周期性交换路由信息，不断更新路由表，来及时反映拓扑结构变化。优点在于节点有路由需求时，可以立即获取路由信息。缺点是当网络拓扑变化频繁时，路由更新带来巨大网络开销。

按需驱动型路由协议：节点有路由需求时，洪泛一个路由分组，目的节点根据路由选择算法选择最优的路由路径，然后沿该路径进行路由应答。该方式不需要周期性对路由信息进行广播，节省有限的网络资源。但是等待路由发现带来一定的时延。

混合型路由协议：结合表驱动型路由协议和按需驱动型路由协议，当节点拓扑结构变化较慢时，路由获取时延小；当网络负载较低时，路由更新的开销也可以降低。

无线链状网工作在一定的物理环境下，受到无线信道干扰，无线链路质量、网络负载、设备故障等因素的影响，导致网络内的节点离线、故障或者节点重启等情况，网络拓扑结构很容易发生变化，原有的路径失效，数据无法正常传输，进而影响整个系统的通信性能，此时就要求无线通信节点可以适时调整通信状态。

现有技术一：中国专利申请201510098840.0提出了一种无线多跳链状网的路由实现方法，其拓扑结构是由节点一个个接入系统形成，一条链状网络作为一个组，每个组之间没有直接关联。在一个组中采用一种特殊的具有逻辑性的编址方式，使得全网中每个通信节点具有唯一逻辑标识符 LID，并将其体现在 IP 地址中。通过节点的LID来确定节点在网络内的位置，进而方便路由实现转发功能。该专利申请是通过逻辑标识符 LID，来确定IP地址，简化了路由表，实现分组较快转发。但是网络内拓扑结构发生变化时，部分节点的LID也需要发生变更，随之IP地址也会发生改变，发生变更的节点需要正常工作，必须修改配置的IP地址，网络内节点的灵活性较差。

现有技术二：中国专利201210178328.3提出了一种适用于无线传感器网络的动态自组织分层次路由方法，该发明采用基于多叉树状的拓扑结构建立网络，每个节点需要维护一个层次路由表，并记录着以该节点为根的子树拓扑结构。路由表通过在节点接入申请时插入序号来对路由表进行有效的更新，解决了上层节点的路由表中出现节点编号重复的问题。该技术主要解决当网络中节点移动或失效而导致路径失效数据无法传送的情况时，实现网络拓扑结构的动态重组。该发明可以解决节点移动或失效导致路径失效，数据无法传送的问题。但是每一个节点需要维护该节点为根的子树的所有拓扑信息，当节点下属叶子节点数目较多时，路由更新会带来的开销巨大，且更新时延较高。

本发明涉及的术语；

CCU：中央控制单元；CCUID：中央控制单元编号；

GROUP：组；GROUPID：组编号；

CLUSTER：群；CLUSTERID：群编号；

LINK：链路；LINKID：链路编号。

发明内容

本发明的目的是针对无线链状或树状网络，因节点离线或者重启等导致的拓扑结构的变更，需要一种多条链路相互备份的快速路由恢复机制，因而提出一种基于无线链状网的路由实现方法，以解决通用自组网路由协议在此场景下空口开销大，处理复杂的问题。本发明采用的技术方案是：

一种基于无线链状网的路由实现方法，其主要改进之处在于，