本發(fā)明涉及無線通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)及管理，具體涉及一種無中心自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐椒椒ā?/p>

背景技術(shù)：

對(duì)于無中心自組織網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)之間具有完全的自主性和平等的地位，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)沒有中央控制實(shí)體，各節(jié)點(diǎn)間通過無線信道形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)可能發(fā)生變化,而且變化的方式和速度都是不可預(yù)測的，維護(hù)這些動(dòng)態(tài)變化的拓?fù)湫畔⑿枰罅康目刂葡ⅲW(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理的開銷就越大。特別是對(duì)于那些具有信道帶寬很窄、傳輸速率很低、隨機(jī)突發(fā)等特點(diǎn)的無中心自組織網(wǎng)絡(luò)(如流星余跡通信系統(tǒng))，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理開銷的敏感度更高，拓?fù)湫畔⒌木S護(hù)更加困難。

現(xiàn)代的新型網(wǎng)絡(luò)管理模型要求能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何平臺(tái)下對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的提供網(wǎng)絡(luò)中通信連接、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等信息，為網(wǎng)絡(luò)的正常有效工作提供保證。因此，為了解決這一問題，提出一種適用于無中心自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渫椒椒?，能有效減小控制信息的交換開銷，增強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的控制管理，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無中心自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐椒椒ǎ詼p少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌耐介_銷，提高信道傳輸效率，滿足網(wǎng)絡(luò)管理、路由選擇等實(shí)際應(yīng)用的需要。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供了一種無中心自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐椒椒?，該方法包括如下步驟：

(1)各節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過探測拓?fù)溥B接關(guān)系分別獲取本地?zé)o線連接信息后，生成本節(jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)湫畔⒈?；所述的拓?fù)湫畔⒈碇邪鞴?jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)錀l目，拓?fù)錀l目包括節(jié)點(diǎn)設(shè)備的標(biāo)識(shí)、拓?fù)溥B接關(guān)系和站點(diǎn)簽名；

(2)節(jié)點(diǎn)設(shè)備探測到拓?fù)溥B接關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，更新本節(jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)錀l目，得到新的拓?fù)錀l目；所述的新的拓?fù)錀l目的標(biāo)識(shí)在原標(biāo)識(shí)上進(jìn)行自加，站點(diǎn)簽名進(jìn)行復(fù)位后進(jìn)行本地站點(diǎn)簽名處理；

(3)節(jié)點(diǎn)設(shè)備構(gòu)造數(shù)據(jù)報(bào)文，并將此數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送到該節(jié)點(diǎn)設(shè)備的相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備；所述的數(shù)據(jù)報(bào)文包含新的拓?fù)錀l目和接收地址，所述的接收地址為要發(fā)送的相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備的地址；

(4)節(jié)點(diǎn)設(shè)備判斷是否已將數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到該節(jié)點(diǎn)設(shè)備的所有相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如果是，則節(jié)點(diǎn)設(shè)備向所有相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文完成，執(zhí)行步驟(5)；否則，跳轉(zhuǎn)到步驟(3)；

(5)各相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)收到的新的拓?fù)錀l目將自身的拓?fù)湫畔⒈碇械耐負(fù)錀l目進(jìn)行更新處理，并將新的拓?fù)錀l目向其所有相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；

(6)循環(huán)步驟(5)直至所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)錀l目更新完成，得到更新后的無中心自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒈恚?/p>

完成無中心自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐健?/p>

其中，步驟(1)中所述的本地?zé)o線連接信息包括該節(jié)點(diǎn)設(shè)備所有鄰接節(jié)點(diǎn)設(shè)備的標(biāo)識(shí)和拓?fù)溥B接關(guān)系。

其中，節(jié)點(diǎn)設(shè)備的標(biāo)識(shí)采用數(shù)字編碼，每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備擁有一個(gè)全局范圍內(nèi)唯一的標(biāo)識(shí)；所述的標(biāo)識(shí)采用自加方式進(jìn)行更新，通過比較該標(biāo)識(shí)的大小來確定拓?fù)錀l目是否為最新狀態(tài)；拓?fù)溥B接關(guān)系采用比特位方式，包括新節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接或某節(jié)點(diǎn)設(shè)備斷開兩種狀態(tài)；站點(diǎn)簽名采用比特位方式，確定某節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)處理過該條目信息。

其中，步驟(5)具體為：

(501)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備收到新的拓?fù)錀l目后，判斷該拓?fù)錀l目所屬的節(jié)點(diǎn)設(shè)備是否為新連接的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如果是跳轉(zhuǎn)到(503)，否則執(zhí)行(502)；

(502)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備提取本地拓?fù)湫畔⒈碇械耐負(fù)錀l目，并和新的拓?fù)錀l目進(jìn)行比較，如果新的拓?fù)錀l目中為新的拓?fù)溥B接關(guān)系則跳轉(zhuǎn)到(504)，否則丟棄；

(503)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備判斷該新的拓?fù)錀l目所屬的節(jié)點(diǎn)設(shè)備是否為與其相鄰的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如果是則向與其相鄰的節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送拓?fù)湫畔⒉樵兿?，?zhí)行(504)；否則直接執(zhí)行(504)；

(504)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備將該新的拓?fù)錀l目進(jìn)行本地站點(diǎn)簽名后存到自身的拓?fù)湫畔⒈韮?nèi)，并覆蓋本地拓?fù)湫畔⒈碇袑儆谠摴?jié)點(diǎn)設(shè)備的原拓?fù)錀l目；

(505)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備將該新的拓?fù)錀l目中的本地站點(diǎn)簽名與其相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備的簽名進(jìn)行對(duì)比，將此新的拓?fù)錀l目轉(zhuǎn)發(fā)到尚未進(jìn)行站點(diǎn)簽名的與其相鄰的節(jié)點(diǎn)設(shè)備；

(506)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備判斷是否完成向所有未簽名的相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送新的拓?fù)錀l目，如果是則完成收到拓?fù)錀l目后的更新處理，否則執(zhí)行(505)。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)采用本發(fā)明所提出的無中心自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渫椒椒?，?dāng)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)完成所有拓?fù)錀l目的收集后，就形成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒈?，可以?jì)算得到任意節(jié)點(diǎn)間的傳輸路由，從而不需要進(jìn)行額外的路由信息傳輸，降低了網(wǎng)絡(luò)通信通道的負(fù)荷；

(2)只有在某節(jié)點(diǎn)探測到連接狀態(tài)變化的情況下，才會(huì)向外擴(kuò)散該節(jié)點(diǎn)自身的拓?fù)溥B接信息，并通過信息中附加的更新標(biāo)識(shí)和簽名措施，減少消息在網(wǎng)絡(luò)中的無效傳輸，保證拓?fù)湫畔⒌募皶r(shí)、有效、可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中初入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)拓?fù)渫降牧鞒虉D；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中節(jié)點(diǎn)的鄰接關(guān)系變化后拓?fù)錀l目的發(fā)送

流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中節(jié)點(diǎn)收到拓?fù)錀l目后的處理流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所提供的一種無中心自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐椒椒ǎ浜诵乃枷霝椋涸跓o中心自組織網(wǎng)絡(luò)中，為了滿足網(wǎng)絡(luò)管理的要求，即在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何平臺(tái)下對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的提供網(wǎng)絡(luò)中通信連接、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等信息，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任一節(jié)點(diǎn)上，都維護(hù)了一個(gè)拓?fù)湫畔⒈?，其中記錄了全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的拓?fù)溥B接關(guān)系，以及各條鏈路的相關(guān)信息。拓?fù)湫畔⒈碛扇舾赏負(fù)錀l目組成，每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)依據(jù)其連接狀態(tài)單獨(dú)維護(hù)一個(gè)拓?fù)錀l目，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)的連接狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，則產(chǎn)生新的拓?fù)錀l目并發(fā)送到鄰接節(jié)點(diǎn)并逐級(jí)散播到全網(wǎng)，使網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)上的拓?fù)湫畔⒈矶歼M(jìn)行同步更新。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌耐桨▋煞N，分別是節(jié)點(diǎn)上電后第一次接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)的初始同步，以及節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)后正常工作過程中某節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變化后的更新同步。

如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例中初入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)A通過其鄰接節(jié)點(diǎn)B進(jìn)行初始同步的流程圖，包括以下步驟：

步驟101，節(jié)點(diǎn)A設(shè)備上電，開始工作，準(zhǔn)備接入網(wǎng)絡(luò)；

步驟102，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B建立連接，節(jié)點(diǎn)B為節(jié)點(diǎn)A的鄰接節(jié)點(diǎn)；

步驟103，節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送拓?fù)湫畔⒉樵兿ⅲ?/p>

步驟104，節(jié)點(diǎn)B收到節(jié)點(diǎn)A發(fā)來的拓?fù)湫畔⒉樵兿⒑螅瑢⒆陨硭S護(hù)的拓?fù)湫畔⒈碇械耐負(fù)錀l目列表發(fā)送給節(jié)點(diǎn)A；

步驟105，節(jié)點(diǎn)A收到節(jié)點(diǎn)B回應(yīng)的拓?fù)湫畔?yīng)答消息后，生成一個(gè)同步條目列表；

步驟106，節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送拓?fù)錀l目請(qǐng)求消息；

步驟107，節(jié)點(diǎn)B收到拓?fù)錀l目請(qǐng)求消息后，將相應(yīng)的拓?fù)錀l目信息發(fā)送給節(jié)點(diǎn)A；

步驟108，節(jié)點(diǎn)A收到拓?fù)錀l目信息后，將條目內(nèi)簽名字段進(jìn)行處理后存到自身拓?fù)湫畔⒈韮?nèi)；

步驟109，節(jié)點(diǎn)A根據(jù)同步條目列表判斷是否完成所有條目的同步，如果是則執(zhí)行步驟110，否則執(zhí)行步驟106；

步驟110，節(jié)點(diǎn)A初始同步完成。

節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)后，正常工作過程中如果某節(jié)點(diǎn)設(shè)備的連接狀態(tài)發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生更新同步，主要包括狀態(tài)變化節(jié)點(diǎn)設(shè)備的新拓?fù)錀l目的生成和發(fā)送，以及其它節(jié)點(diǎn)接收到新拓?fù)錀l目后的更新及轉(zhuǎn)發(fā)處理。

如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備探測到拓?fù)溥B接關(guān)系發(fā)生變化時(shí)的處理流程圖，包括以下步驟：

(1)各節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過探測拓?fù)溥B接關(guān)系分別獲取本地?zé)o線連接信息后，生成本節(jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)湫畔⒈?，拓?fù)湫畔⒈碇邪鞴?jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)錀l目；所述的本地?zé)o線連接信息包括該節(jié)點(diǎn)設(shè)備所有鄰接節(jié)點(diǎn)設(shè)備的標(biāo)識(shí)和拓?fù)溥B接關(guān)系。所述的拓?fù)錀l目包括節(jié)點(diǎn)設(shè)備的標(biāo)識(shí)、拓?fù)溥B接關(guān)系和站點(diǎn)簽名；其中，節(jié)點(diǎn)設(shè)備的標(biāo)識(shí)采用數(shù)字編碼，每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備擁有一個(gè)全局范圍內(nèi)唯一的標(biāo)識(shí)；所述的標(biāo)識(shí)采用自加方式進(jìn)行更新，通過比較該標(biāo)識(shí)的大小來確定拓?fù)錀l目是否為最新狀態(tài)；拓?fù)溥B接關(guān)系采用比特位方式，包括新節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接或某節(jié)點(diǎn)設(shè)備斷開兩種狀態(tài)；站點(diǎn)簽名采用比特位方式，確定某節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)處理過該條目信息。

(2)節(jié)點(diǎn)設(shè)備探測到拓?fù)溥B接關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，更新本節(jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)錀l目，得到新的拓?fù)錀l目；所述的新的拓?fù)錀l目內(nèi)標(biāo)識(shí)在原標(biāo)識(shí)上進(jìn)行自加，站點(diǎn)簽名復(fù)位后進(jìn)行本地站點(diǎn)簽名處理；

(3)節(jié)點(diǎn)設(shè)備構(gòu)造數(shù)據(jù)報(bào)文，并將此數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送到該節(jié)點(diǎn)設(shè)備的相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備；所述的數(shù)據(jù)報(bào)文包含新的拓?fù)錀l目和接收地址，所述的接收地址為相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備之一；

(4)節(jié)點(diǎn)設(shè)備判斷是否已將數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到該節(jié)點(diǎn)設(shè)備的所有相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如果是，則節(jié)點(diǎn)設(shè)備向所有相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文完成；否則，跳轉(zhuǎn)到步驟(3)；

(5)各相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)收到的數(shù)據(jù)報(bào)文中新的拓?fù)錀l目將自身的拓?fù)湫畔⒈碇械耐負(fù)錀l目進(jìn)行更新處理，并將新的拓?fù)錀l目向其所有相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；

(6)循環(huán)步驟(5)直至所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備的拓?fù)錀l目更新完成，得到更新后的無中心自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒈恚?/p>

完成無中心自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐健?/p>

如圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例中相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備收到新的拓?fù)錀l目后進(jìn)行更新處理流程圖，包括以下步驟：

(501)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備收到新的拓?fù)錀l目后，判斷該拓?fù)錀l目所屬的節(jié)點(diǎn)設(shè)備是否為新連接的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如果是，跳轉(zhuǎn)到步驟(503)，否則執(zhí)行步驟(502)；

(502)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備提取本地拓?fù)湫畔⒈碇械耐負(fù)錀l目，并和新的拓?fù)錀l目進(jìn)行比較，如果新的拓?fù)錀l目中為新的拓?fù)溥B接關(guān)系，則跳轉(zhuǎn)到步驟(504)，否則丟棄；

(503)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備判斷該新的拓?fù)錀l目所屬的節(jié)點(diǎn)設(shè)備是否為與其相鄰的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如果是，則向與其相鄰的節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送拓?fù)湫畔⒉樵兿ⅲ瑘?zhí)行步驟(504)；否則，直接執(zhí)行步驟(504)；

(504)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備將該新的拓?fù)錀l目進(jìn)行本地站點(diǎn)簽名后存到自身的拓?fù)湫畔⒈韮?nèi)，并覆蓋本地拓?fù)湫畔⒈碇袑儆谠摴?jié)點(diǎn)設(shè)備的原拓?fù)錀l目；

(505)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備將該新的拓?fù)錀l目中的本地站點(diǎn)簽名與其相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備的站點(diǎn)簽名進(jìn)行對(duì)比，將此新的拓?fù)錀l目轉(zhuǎn)發(fā)到尚未進(jìn)行站點(diǎn)簽名的與其相鄰的節(jié)點(diǎn)設(shè)備；

(506)相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備判斷是否完成向所有未進(jìn)行站點(diǎn)簽名的相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送新的拓?fù)錀l目，如果是，則完成收到拓?fù)錀l目后的更新處理；否則，執(zhí)行步驟(505)。

完成各相鄰節(jié)點(diǎn)設(shè)備收到新的拓?fù)錀l目后的更新處理。