一種異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)中虛擬骨干網(wǎng)的建立方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)中虛擬骨干網(wǎng)的建立方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自組織網(wǎng)絡(luò)是一種多跳的臨時(shí)性自治系統(tǒng)，其分為異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)和同構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)，其中所謂的異構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的天線具有不同的通信半徑。作為一種分布式網(wǎng)絡(luò)，自組織網(wǎng)絡(luò)是一種自治、多跳網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠在不能利用或者不便利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，提供終端之間的相互通信。由于終端的發(fā)射功率和無線覆蓋范圍有限，因此距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)終端如果要進(jìn)行通信就必須借助于其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，這樣節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成了一種無線多跳網(wǎng)絡(luò)。自組織網(wǎng)絡(luò)在軍事通信、緊急服務(wù)和災(zāi)難恢復(fù)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。
[0003]在構(gòu)建自組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一般采用構(gòu)造虛擬骨干網(wǎng)的方式避免廣播風(fēng)暴的問題。通過構(gòu)造虛擬骨干網(wǎng)，可以大幅降低網(wǎng)絡(luò)中的路由復(fù)雜度，顯著地延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。目前國際上主流的構(gòu)建虛擬骨干網(wǎng)的方法是建立一個(gè)連通支配集作為虛擬骨干網(wǎng)。支配集是指一個(gè)滿足如下條件的節(jié)點(diǎn)集合:對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)非支配集中的節(jié)點(diǎn)，都有一個(gè)支配集中的節(jié)點(diǎn)是它的鄰居。互為鄰居的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠直接通信。而連通支配集的意思是支配集中的節(jié)點(diǎn)是連通的。為了減少路由復(fù)雜度和通信開銷，現(xiàn)有技術(shù)在構(gòu)建一個(gè)連通支配集時(shí)，一般希望連通支配集中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量越少越好。
[0004]由于網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間是指根據(jù)其剩余能量，節(jié)點(diǎn)還能夠運(yùn)行的時(shí)間，且一個(gè)連通支配集的生存時(shí)間是指連通支配集中生存時(shí)間最短的節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間，而在異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的天線具有不同的通信半徑，造成各節(jié)點(diǎn)的能耗差別很大，各節(jié)點(diǎn)的剩余能量差別也很大，因而在針對(duì)異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建連通支配集時(shí)，并非連通支配集中節(jié)點(diǎn)數(shù)量越少越好，所構(gòu)建的連通支配集的生存時(shí)間也是一個(gè)重要的考慮因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)中虛擬骨干網(wǎng)的建立方法及裝置，用于平衡所構(gòu)建的連通支配集的通信開銷和生存時(shí)間。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0007]一種異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)中虛擬骨干網(wǎng)的建立方法，應(yīng)用于異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)內(nèi)，包括:
[0008]在初始狀態(tài)下標(biāo)記為第一類節(jié)點(diǎn)的各節(jié)點(diǎn)分別執(zhí)行第一操作，所述第一操作包括:
[0009]各第一類節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)廣播WHITE信息，所述WHITE信息包括各第一類節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)ID以及D(U) xL(U)(B)值，u指代節(jié)點(diǎn)，λ為預(yù)置的調(diào)整參數(shù)，λ e [0,1],D(u)為節(jié)點(diǎn)的度，L(U)為節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間；
[0010]各第一類節(jié)點(diǎn)接收網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)廣播的若干個(gè)WHITE信息，將所述若干個(gè)WHITE信息和自身廣播的WHITE信息，按照D (u) xL (U) (1])值由大至小的順序，依次存儲(chǔ)在與自身對(duì)應(yīng)的第一列表中；
[0011]當(dāng)各第一類節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到自身廣播的WHITE信息位于所述第一列表中的首位時(shí)，將自身標(biāo)記為第二類節(jié)點(diǎn)，并向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播攜帶有自身的唯一標(biāo)識(shí)ID的BLACK信息，以及執(zhí)行相應(yīng)的第二類節(jié)點(diǎn)操作；
[0012]當(dāng)各第一類節(jié)點(diǎn)接收鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶有鄰居節(jié)點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)ID的BLACK信息時(shí)，將自身標(biāo)記為第三類節(jié)點(diǎn)，并向網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)廣播攜帶有自身的唯一標(biāo)識(shí)ID和所述鄰居節(jié)點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)ID的GRAYl信息，以及執(zhí)行相應(yīng)的第三類節(jié)點(diǎn)操作；
[0013]當(dāng)各第一類節(jié)點(diǎn)接收到其它節(jié)點(diǎn)廣播的攜帶有其唯一標(biāo)識(shí)ID和其鄰居節(jié)點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)ID的GRAYl信息時(shí)，將自身對(duì)應(yīng)的第一列表中，包含所述GRAYl信息中的ID的WHITE信息刪除；
[0014]所述第二類節(jié)點(diǎn)操作包括:
[0015]各第二類節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)第一標(biāo)識(shí)符CID，并將其初始化為自身的唯一標(biāo)識(shí)ID，向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶有自身的第一標(biāo)識(shí)符CID的組件信息；
[0016]當(dāng)各第二類節(jié)點(diǎn)收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶鄰居節(jié)點(diǎn)的CID的BLUEl信息時(shí)，將自身的CID更新為所述鄰居節(jié)點(diǎn)的CID，并向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶有自身更新前及更新后CID的BLUE3信息；
[0017]所述第三類節(jié)點(diǎn)操作包括:
[0018]各第三類節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)第一標(biāo)識(shí)符CID，并將其初始化為-1，維護(hù)一個(gè)第二標(biāo)識(shí)符SAME_NEIGHBOR，并將其初始化為O ;
[0019]當(dāng)各第三類節(jié)點(diǎn)接收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶有鄰居節(jié)點(diǎn)的第一標(biāo)識(shí)符CID的組件信息時(shí)，將所述鄰居節(jié)點(diǎn)的第一標(biāo)識(shí)符CID添加至自身的第二列表中，以及，向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶有自身的第二列表的GRAY2信息；
[0020]當(dāng)各第三類節(jié)點(diǎn)接收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶鄰居節(jié)點(diǎn)的第二列表的GRAY2信息時(shí)，在確定鄰居節(jié)點(diǎn)的第二列表與自身的第二列表中有相同的第一標(biāo)識(shí)符CID時(shí)，將自身的第二標(biāo)識(shí)符SAME_NEIGHBOR置為1，以及，
[0021]向網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)廣播GRAY3信息，所述GRAY3信息攜帶有如下信息:自身的ID、C_NEIGHBOR xL(U) (1_λ)值、自身的第二列表中CID的個(gè)數(shù)| C_NEIGHBOR |、自身的第二標(biāo)識(shí)符SAME_NEIGHBOR，其中u指代節(jié)點(diǎn)，L(U)為自身的生存時(shí)間；
[0022]當(dāng)各第三類節(jié)點(diǎn)接收到其它節(jié)點(diǎn)廣播的GRAY3信息時(shí)，將自身廣播的GRAY3信息和接收到的GRAY3信息，按照|C_NEIGHBOR| xL(U) (1_λ)值由大至小的順序，依次存儲(chǔ)在自身的第三列表中，并且，
[0023]各第三類節(jié)點(diǎn)在判斷滿足下述條件時(shí)，將自身標(biāo)記為第四類節(jié)點(diǎn)，并將自身的CID置為自身的第二列表中的最小的元素，然后向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶有自身的第一標(biāo)識(shí)符CID的BLUE I信息，以及，發(fā)送攜帶自身的唯一標(biāo)識(shí)ID的BLUE2信息，并執(zhí)行相應(yīng)的第四類節(jié)點(diǎn)操作，其中所述條件包括:
[0024]1、自身廣播的GRAY3信息位于第三列表的首位；
[0025]2、在第三列表中，位于自身廣播的GRAY3信息之前的GRAY3信息的|C_NEIGHBOR值等于1、SAME_NEIGHBOR等于1，以及，自身廣播的GRAY3信息的|C_NEIGHBOR|值等于1、SAME_NEIGHBOR 等于 O ;
[0026]當(dāng)各第三類節(jié)點(diǎn)收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶鄰居節(jié)點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)ID的BLUE2信息時(shí)，從自身的第三列表刪除包含鄰居節(jié)點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)ID的GRAY3信息；
[0027]當(dāng)各第三類節(jié)點(diǎn)接收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶有鄰居節(jié)點(diǎn)更新前及更新后CID的BLUE3信息時(shí)，在自身的第二列表中添加所述鄰居節(jié)點(diǎn)更新后的CID，并刪除所述鄰居節(jié)點(diǎn)更新前的CID ；以及，在確定自身的SAME_NEIGHBOR等于O時(shí)，將自身的SAME_NEIGHBOR置為I，然后向其它節(jié)點(diǎn)廣播GRAY3信息，并向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶有自身的第二列表的GRAY4
信息；
[0028]當(dāng)各第三類節(jié)點(diǎn)收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶有鄰居節(jié)點(diǎn)的第二列表的GRAY4信息，且自身的SAME_NEIGHBOR等于0、自身的第二列表和所述鄰居節(jié)點(diǎn)的第二列表中包含相同的CID時(shí)，將自身的SAME_NEIGHBOR置為1，并向其它節(jié)點(diǎn)廣播GRAY3信息；
[0029]所述第四類節(jié)點(diǎn)操作包括:
[0030]當(dāng)各第四類節(jié)點(diǎn)收到鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的攜帶鄰居節(jié)點(diǎn)的CID的BLUEl信息時(shí)，將自身的CID更新為所述鄰居節(jié)點(diǎn)的CID，并向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送攜帶有自身更新前及更新后CID的BLUE3信息；
[0031]網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)在確定自身及其它節(jié)點(diǎn)的第三列表中|C_NEIGHBOR|值等于I且SAME_NEIGHBOR等于I時(shí)，由第四類節(jié)點(diǎn)和第二類節(jié)點(diǎn)共同構(gòu)成虛擬骨干網(wǎng)。
[0032]優(yōu)選地，在對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記時(shí)，使用不同的顏色來區(qū)分第一類節(jié)點(diǎn)、第二類節(jié)點(diǎn)、第三類節(jié)點(diǎn)和第四類節(jié)點(diǎn)。
[0033]從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)中虛擬骨干網(wǎng)的建立方法，逐步選出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中D(U) aL(u) (1_λ)值最大的節(jié)點(diǎn)U，組成第二類節(jié)點(diǎn)集合，剩余的作為第三類節(jié)點(diǎn)，并按照本申請(qǐng)的算法規(guī)則從第三類節(jié)點(diǎn)中挑選第四類節(jié)點(diǎn)，由第四類節(jié)點(diǎn)和第二類節(jié)點(diǎn)共同構(gòu)成一個(gè)連通子圖。本申請(qǐng)同時(shí)考慮了節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間及節(jié)點(diǎn)的度，并由用戶設(shè)置調(diào)整參數(shù)λ來平衡最終建立的虛擬骨干網(wǎng)的通信開銷和生存時(shí)間