專利名稱：移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)與路由建立方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，尤其涉及一種可變動性資源配置最佳化的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)與路由建立方法。
背景技術(shù)：
在目前的網(wǎng)絡發(fā)展中，移動自組織網(wǎng)絡(Mobile Ad Hoc Network, MANET)系統(tǒng)是一種不需要事先建置基礎環(huán)境的無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)。在移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)中，沒有一個中心管理機制，各節(jié)點互相合作共同分享有限的帶寬，每一個節(jié)點既是一個主機也是一個路由器。任何節(jié)點皆可對其他節(jié)點收取或發(fā)送，所有節(jié)點都具備移動特性，可支援在同一區(qū)域內(nèi)包含大量節(jié)點的(非廣播式)傳輸。在合作的路由協(xié)定下以可多重跳躍(multihop) 的方式將數(shù)據(jù)傳送到接收方。而此種網(wǎng)絡系統(tǒng)所面臨到的挑戰(zhàn)即是所有節(jié)點都在移動，變化難以預期。因此， 需要動態(tài)來建立路徑，以及平面距離矢量路由協(xié)議(Ad Hoc On-DemandDistance Vector, A0DV)技術(shù)的問題。然而，AODV僅能夠建立一條可以通訊的路徑，卻沒有將網(wǎng)絡中各種變動資源(例如電量、負載、可使用帶寬)列入考量。目前IETF(Internet Engineering Task Force)MANET Group已將AODV列為此種網(wǎng)絡中單播(unicast)的標準，其需要定期維護路由路徑，但其受限于環(huán)境的變動不能太大下才能有效運作。若所有節(jié)點都在移動，則此方式反而浪費資源。另外，在其他包含資源分配概念的通訊技術(shù)(如，通用分組無線服務技術(shù) (General Packet Radio Service, GPRS))中，都是以固定骨干網(wǎng)絡，預先建置資源地圖以中央控制的方式執(zhí)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，可有效配置網(wǎng)絡資源，依據(jù)系統(tǒng)需求來決定配置何種資源，達到整體網(wǎng)絡耗電量最低、負載耗費最低等不同目的。本發(fā)明提供一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其不需要預先建立整體網(wǎng)絡資源地圖，不需要中央控管。本發(fā)明提出一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)包括多個節(jié)點，這些節(jié)點包括一指定群播群組的起始節(jié)點。首先，由起始節(jié)點廣播請求封包，并且經(jīng)由其他節(jié)點分別轉(zhuǎn)送請求封包，其中每一節(jié)點的路由表分別記錄每一節(jié)點的節(jié)點資源，而請求封包包括請求封包資源。每一節(jié)點會根據(jù)其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一節(jié)點的節(jié)點資源來判斷每一節(jié)點的父節(jié)點，以建立這些節(jié)點之間的傳輸路徑。此外，依據(jù)每一節(jié)點的一群組數(shù)據(jù)表，通過屬于指定群播群組的節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑。在本發(fā)明一實施例中，上述節(jié)點資源包括資源權(quán)值、資源耗費量權(quán)值、外部權(quán)值、 封包傳輸能量以及封包轉(zhuǎn)發(fā)能量。資源權(quán)值代表節(jié)點的剩余資源，資源耗費量權(quán)值代表每一節(jié)點在接收請求封包時所耗費的資源，外部權(quán)值是進行一評估演算法而獲得。而請求封
5包資源包括傳送請求封包的源節(jié)點的外部權(quán)值以及可用剩余資源量?？捎檬Ｓ噘Y源量是由源節(jié)點的資源權(quán)值減去資源耗費量權(quán)值所獲得。在本發(fā)明一實施例中，上述判斷每一節(jié)點的父節(jié)點的步驟，包括當這些節(jié)點其中一目的節(jié)點接收到請求封包時，目的節(jié)點會檢查其路由表是否有節(jié)點資源。若目的節(jié)點的路由表沒有節(jié)點資源，建立節(jié)點資源。依據(jù)評估演算法，計算外部評估權(quán)值，以比較外部評估權(quán)值與外部權(quán)值。若外部評估權(quán)值大于外部權(quán)值，以外部評估權(quán)值取代外部權(quán)值，而將外部評估權(quán)值寫入目的節(jié)點的路由表的對應字段中，并且，將目的節(jié)點的父節(jié)點設為請求封包的源節(jié)點。在本發(fā)明一實施例中，上述評估演算法為Q = min (Mu, (Tu-Xuv)，Tv}。其中，Q代表外部評估權(quán)值，Mu代表請求封包的源節(jié)點U的外部權(quán)值，TuR表請求封包的可用剩余資源量，Xot代表源節(jié)點U傳送請求封包至目的節(jié)點V的傳輸資源耗費量權(quán)值，Tu代表目的節(jié)點的可用剩余資源量。在本發(fā)明一實施例中，上述通過屬于指定群播群組的節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑的步驟，由除了起始節(jié)點以外的每一節(jié)點檢視其各自的群播數(shù)據(jù)表，以判斷節(jié)點是否屬于指定群播群組。由屬于指定群播群組的節(jié)點分別傳送回應封包至其各自的父節(jié)點，以依據(jù)回應封包的回應封包資源與節(jié)點資源，決定每一節(jié)點的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量。上述回應封包資源包括傳送回應封包的源節(jié)點的父節(jié)點以及封包傳輸能量。若不屬于指定群播群組的節(jié)點接收到屬于指定群播群組的節(jié)點所傳送的回應封包，則不屬于指定群播群組的節(jié)點會傳送另一回應封包至其父節(jié)點。在本發(fā)明一實施例中，上述移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法中，接收到回應封包的節(jié)點檢視回應封包內(nèi)的封包傳輸能量，并與其自身的路由表內(nèi)的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量進行比較。若封包傳輸能量大于封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，則以封包傳輸能量取代封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，而填入至路由表的對應字段中。在本發(fā)明一實施例中，上述在除了起始節(jié)點以外的每一節(jié)點檢視其各自的群播數(shù)據(jù)表的步驟之后，屬于指定群播群組的節(jié)點會將其各自路由表中的成員標記設定為啟用。在本發(fā)明一實施例中，上述移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法中，除了起始節(jié)點以外的每一節(jié)點在接收到回應封包時，檢視其自身的路由表中的成員標記。若成員標記為非啟用，則將成員標記設定為啟用，并且建立另一回應封包傳送至其父節(jié)點。本發(fā)明提出一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括多個節(jié)點。這些節(jié)點各自包括一個路由表。而這些節(jié)點中包括一個起始節(jié)點以及多個通訊節(jié)點。起始節(jié)點屬于指定群播群組，用來廣播請求封包。請求封包包括請求封包資源。上述通訊節(jié)點則用來分別轉(zhuǎn)送請求封包。 其中，每一通訊節(jié)點根據(jù)其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一通訊節(jié)點的路由表的節(jié)點資源來判斷這些通訊節(jié)點各自的父節(jié)點，以建立這些通訊節(jié)點與起始節(jié)點之間的傳輸路徑。并且，依據(jù)每一通訊節(jié)點的一群組數(shù)據(jù)表，通過屬于指定群播群組的通訊節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑?；谏鲜?，本發(fā)明將可變資源配置作為路由選徑的運算評估依據(jù)，可有效配置網(wǎng)絡資源，依據(jù)系統(tǒng)需求來決定配置何種資源，進而達到整體網(wǎng)絡耗電量最低、負載耗費最低等不同目的。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。


圖1是本發(fā)明一實施例的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法的流程圖。圖2是本發(fā)明一實施例的路由表格式的示意圖。圖3是本發(fā)明一實施例的請求封包格式的示意圖。圖4是本發(fā)明一實施例的建立網(wǎng)絡拓撲的方法流程圖。圖5是本發(fā)明一實施例的回應封包格式的示意圖。圖6A、圖6B及圖6C是本發(fā)明一實施例的建立路由的示意圖。圖7A 圖7F是本發(fā)明一實施例的建立網(wǎng)絡拓撲的示意圖。圖8A、圖8B是本發(fā)明一實施例的篩選傳輸路徑的示意圖。主要附圖標記說明S105 S115 本發(fā)明一實施例的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法各步驟；S405 S425 本發(fā)明一實施例的建立網(wǎng)絡拓撲的方法各步驟；601 607、611、612 節(jié)點。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明一實施例的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法的流程圖。在本實施例中，移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)中包括多個節(jié)點，這些節(jié)點包括一指定群播群組的起始節(jié)點， 以由起始節(jié)點開始來執(zhí)行路由建立方法。請參照圖1，在步驟S105中，由起始節(jié)點開始往外廣播一請求封包，并且經(jīng)由其他節(jié)點分別轉(zhuǎn)送請求封包。在此，移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)中的每一個節(jié)點的路由表皆記錄了每一個節(jié)點的節(jié)點資源。節(jié)點資源包括資源權(quán)值、資源耗費量權(quán)值、外部權(quán)值、封包傳輸能量以及封包轉(zhuǎn)發(fā)能量。資源權(quán)值代表節(jié)點的剩余資源，資源耗費量權(quán)值代表節(jié)點在接收請求封包時所耗費的資源，外部權(quán)值是進行一評估演算法而獲得。以下舉一實施例來說明路由表的格式。圖2是本發(fā)明一實施例的路由表格式的示意圖。路由表中包括起始節(jié)點字段、會議字段、資源權(quán)值字段、外部權(quán)值字段、父節(jié)點字段、傳輸能量字段、轉(zhuǎn)發(fā)能量字段以及成員標記字段。起始節(jié)點字段用以記錄此節(jié)點所屬的群播群組的起始節(jié)點的地址，會議字段用以記錄群播的會議Cession)序號，資源權(quán)值欄值用以記錄資源權(quán)值，外部權(quán)值字段用以記錄外部權(quán)值(在此，外部權(quán)值依據(jù)一評估演算法而獲得)，父節(jié)點字段用以記錄此節(jié)點的父節(jié)點的地址，傳輸能量字段用以記錄此節(jié)點的父節(jié)點傳輸封包至此一節(jié)點時所需的封包傳輸能量，轉(zhuǎn)發(fā)能量字段用以記錄此一節(jié)點傳輸至下一節(jié)點的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量。成員標記字段用以記錄成員標記。由起始節(jié)點開始對外以固定能量來廣播一請求封包至其所能傳達的節(jié)點，而接收到請求封包的節(jié)點再轉(zhuǎn)發(fā)此請求封包至其他節(jié)點，以建立移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)所有的傳輸路徑。以下舉一實施例來說明請求封包的格式。圖3是本發(fā)明一實施例的請求封包格式的示意圖。請求封包包括目的地址字段、源地址字段、群播源頭字段、會議字段、外部權(quán)值字段以及可用剩余資源字段。目的地址字段用以記錄欲廣播的節(jié)點的地址，源地址字段用以記錄傳送此請求封包的節(jié)點(源節(jié)點)的地址，群播源頭字段用以記錄群播群組的起始節(jié)點的地址，會議字段用以記錄群播的會議序號，外部權(quán)值字段用以記錄請求封包的源節(jié)點的地址，可用剩余資源字段用以記錄請求封包的源節(jié)點的可用剩余資源量(由源節(jié)點的資源權(quán)值減去資源耗費量權(quán)值所獲得)。接著，在步驟SllO中，每一節(jié)點會根據(jù)其所接收的請求封包所記錄的請求封包資源以及其各自的節(jié)點資源來判斷自己的父節(jié)點，以建立這些節(jié)點之間的傳輸路徑。舉例來說，圖4是本發(fā)明一實施例的建立網(wǎng)絡拓撲(Network topology)的方法流程圖。請參照圖4，在步驟S405中，接收到請求封包的節(jié)點會檢查路由表中是否有節(jié)點資源。倘若路由表中沒有記錄節(jié)點資源，則如步驟S410所示，建立節(jié)點資源。例如，接收到請求封包的節(jié)點會設定外部權(quán)值的初始值為0，并且擷取當時節(jié)點瞬間的可用資源來做為資源權(quán)值，再將路由表中的成員標記設定為非啟用。之后，執(zhí)行步驟S415。而倘若路由表中已記錄節(jié)點資源，則執(zhí)行步驟S415。在步驟S415中，接收到請求封包的節(jié)點會依據(jù)評估演算法來計算外部評估權(quán)值， 以比較外部評估權(quán)值與外部權(quán)值。在本實施例中，評估演算法如下Q = min (Mu, (Tu-Xuv)，Tv}。其中，Q代表外部評估權(quán)值，Mu代表請求封包的源節(jié)點U的外部權(quán)值，Tu代表請求封包的可用剩余資源量(由源節(jié)點的資源權(quán)值減去資源耗費量權(quán)值所獲得)，Xw代表源節(jié)點U傳送請求封包至目的節(jié)點V的傳輸資源耗費量權(quán)值，Tu代表目的節(jié)點V的可用剩余資源量。倘若外部評估權(quán)值大于路由表中的外部權(quán)值，則如步驟S420所示，以外部評估權(quán)值取代外部權(quán)值，而將外部評估權(quán)值寫入目的節(jié)點的路由表的對應字段中，并且，將目的節(jié)點的父節(jié)點設為請求封包的源節(jié)點。另一方面，倘若外部評估權(quán)值小于或等于路由表中的外部權(quán)值，則如步驟S425所示，舍棄此請求封包。每一個接收到請求封包的節(jié)點在執(zhí)行完上述步驟S405 步驟S425之后，再建立一新的請求封包，在此新的請求封包中的源地址字段填入此一節(jié)點本身的地址，并以固定能量往外廣播。而接收到此請求封包的節(jié)點同樣也會執(zhí)行上述步驟S405 步驟S425。以此類推，直至網(wǎng)絡拓撲建立完成。之后，在步驟S115中，依據(jù)各節(jié)點的群組數(shù)據(jù)表，通過屬于指定群播群組的節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑。在此，節(jié)點在接收到請求指令并執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)后，當其滿足一特定條件即會進入步驟S115。例如，節(jié)點在接收到請求指令之后經(jīng)過一段時間(可利用定時器來實作)后，即執(zhí)行步驟S115。具體而言，除起始節(jié)點以外的每一節(jié)點檢視其各自的群播數(shù)據(jù)表，以判斷節(jié)點是否屬于指定群播群組。由屬于指定群播群組的節(jié)點將其各自路由表中的成員標記設定為啟用。并且，由屬于指定群播群組的節(jié)點分別傳送一回應封包至其各自的父節(jié)點，以依據(jù)回應封包的回應封包資源與各節(jié)點的節(jié)點資源，決定各節(jié)點的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量。上述回應封包資源包括傳送回應封包的源節(jié)點的父節(jié)點以及封包傳輸能量。倘若不屬于指定群播群組的節(jié)
8點接收到屬于指定群播群組的節(jié)點其中之一所傳送的回應封包，則傳送另一回應封包至其父節(jié)點。圖5是本發(fā)明一實施例的回應封包格式的示意圖?；貞獍康牡刂纷侄?、 源地址字段、群播源頭字段、會議字段以及發(fā)送能量字段。目的地址字段用以記錄發(fā)送此回應封包的源節(jié)點的父節(jié)點的地址，源地址字段用以記錄傳送此回應封包的源節(jié)點的節(jié)點，群播源頭字段用以記錄群播群組的起始節(jié)點的地址，會議字段用以記錄群播的會議序號，發(fā)送能量字段用以記錄傳送此回應封包的源節(jié)點的路由表內(nèi)所記錄的封包傳輸能量。也就是說，屬于指定群播群組的節(jié)點傳送回應封包至其父節(jié)點，用以通知其父節(jié)點兩者之間的傳輸路徑是有效的，以及自身的封包傳輸能量。而不屬于指定群播群組的節(jié)點則只會在接收到回應封包時，再傳送回應封包至其父節(jié)點。據(jù)此，可有效地刪除非指定群播群組的節(jié)點，而僅保留用來在指定群播群組的節(jié)點之間進行轉(zhuǎn)送的非指定群播群組的節(jié)點。當非指定群播群組的節(jié)點接收到回應封包，表示此一節(jié)點是用來進行封包轉(zhuǎn)送的節(jié)點。另外，接收到回應封包的節(jié)點會檢視回應封包內(nèi)的封包傳輸能量，并與其自身的路由表內(nèi)的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量進行比較。若封包傳輸能量大于封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，則以封包傳輸能量取代封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，而填入至路由表的對應字段中。據(jù)此，此回應封包的目的節(jié)點方會使用足夠的能量與此回應封包的源節(jié)點進行封包的傳輸。此外，除起始節(jié)點以外的每一個節(jié)點在接收到回應封包時，會檢視其自身的路由表中的成員標記。若成員標記為非啟用，則將成員標記設定為啟用，并且建立另一回應封包傳送至其父節(jié)點。圖6A、圖6B及圖6C是本發(fā)明一實施例的建立路由的示意圖。在本實施例中，節(jié)點 601 節(jié)點607屬于指定群播群組，其以黑色圓點代表。另外，其余非指定群播群組的節(jié)點則以白色圓點代表。依據(jù)上述步驟S105及步驟S110，即可獲得如圖6A所示的網(wǎng)絡拓撲，其中，節(jié)點 601為初始節(jié)點。之后，如圖6B所示，依據(jù)步驟S115可篩選不需要的節(jié)點。在此，非指定群播群組的節(jié)點僅保留節(jié)點611與節(jié)點612，而節(jié)點602 節(jié)點607、節(jié)點611以及節(jié)點612 分別以一虛線箭頭指向其父節(jié)點(初始節(jié)點601沒有父節(jié)點)。另外，在圖6C中，以虛線圓形621 虛線圓形625分別代表節(jié)點601、節(jié)點612、節(jié)點602、節(jié)點605以及節(jié)點611的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量的范圍。圖7A 圖7F是本發(fā)明一實施例的建立網(wǎng)絡拓撲的示意圖。在以下實施例中，以 Bi代表節(jié)點i的資源權(quán)值，以氏代表節(jié)點i的資源耗費量權(quán)值，以Mi代表節(jié)點i的外部權(quán)值，以Ti代表節(jié)點i的可用剩余資源量，以Xm代表節(jié)點V依照其所接收的請求封包(由節(jié)點U所發(fā)送)所計算而得的傳輸資源耗費量的可用剩余資源量。在圖7A中，移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)包括節(jié)點1 節(jié)點5，而節(jié)點1為起始節(jié)點。其中，節(jié)點 1 其 B1 = 85、R1 = 2、M1 = SS(B1-R1)tj 節(jié)點 2 其化=83、& = 2、M2 = 0。節(jié)點 3 其 =85,R3 = UM3 = 0。節(jié)點 4 其 B4 = 80,R4 = UM4 = 0。節(jié)點 5 其 & = 80、& = 1、
M5 = 0。在圖7B中，由節(jié)點1廣播請求封包至節(jié)點2至節(jié)點3。其中，RREQ12代表傳送至節(jié)點2的請求封包，RREQ13代表傳送至節(jié)點3的請求封包。請求封包RREQ12其M1 = 83、T1 =83 (B1-R1) ,X12 = 10。請求封包 RREQ13 其 M1 = 83、 \ = 83 (B1-R1) J13 = 20。其中 X12 及 X13 分別是由所接收到的請求封包的強度推估而得。節(jié)點2在接收到請求封包RREQ12時，其會依據(jù)上述評估演算法計算出一外部評估權(quán)值，即HiiniM1 = 83，(T1-X12) = 73，T2 = 83} = 73。由于外部評估權(quán)值73大于節(jié)點2的外部權(quán)值0 (初始值)，因此以73取代0而做為節(jié)點2的外部權(quán)值，也就是M2 = 73。并且， 將節(jié)點2的父節(jié)點設為節(jié)點1。同樣地，節(jié)點3在接收到請求封包RREQ13時，依據(jù)上述評估演算法計算出一外部評估權(quán)值，即 min (M1 = 83，(T1-X13) = 63，T3 = 84} = 63 (Q > M3)。因此，節(jié)點 3 的外部權(quán)值 M3 = 63。并且，將節(jié)點3的父節(jié)點設為節(jié)點1。請參照圖7C，在此，以虛線箭號分別指向節(jié)點2及節(jié)點3的父節(jié)點(節(jié)點1)。在圖7C中，由節(jié)點3來轉(zhuǎn)送請求封包，其中，RREQ32代表傳送至節(jié)點2的請求封包，RREQ35代表傳送至節(jié)點5的請求封包。請求封包RREQ32其M3 = 63、T3 = 84 (B3-R3)、X32 = 15。請求封包RREQ35其M3 = 63、T3 = 84、X35 = 10。節(jié)點2在接收到請求封包RREQ32時，會依據(jù)上述評估演算法計算出一外部評估權(quán)值，即min{M3 = 63，(T3-X32) = 69，T2 = 83} = 63。由于外部評估權(quán)值63沒有大于節(jié)點2的外部權(quán)值73，因此舍棄請求封包RREQ32。同理，節(jié)點 5依據(jù)評估演算法而獲得外部權(quán)值M5 = 63，并且，將節(jié)點5的父節(jié)點設為節(jié)點3。請參照圖7D，在此，以虛線箭號指向節(jié)點5的父節(jié)點(節(jié)點3)。在圖7D中，由節(jié)點2來轉(zhuǎn)送請求封包，其中，RREQ24代表傳送至節(jié)點4的請求封包，RREQ23代表傳送至節(jié)點 3的請求封包。請求封包RREQ24其M2 = 73、T2 = 83 (B2-R2)、)(24 = 12。請求封包RREQ23其 M2 = 73,T2 = 83,X23 = 15。節(jié)點4在接收到請求封包RREQ24時，會依據(jù)上述評估演算法而獲得外部權(quán)值M4 = 71，并且，將節(jié)點4的父節(jié)點設為節(jié)點2的地址。另外，節(jié)點3在接收到請求封包RREQ23所獲得的外部評估權(quán)值為68 (min (M2 = 73， (T2-X23) = 68，T3 = 84})，其大于記錄于節(jié)點3的路由表中的M3 ( = 63)，因此以68來取代 63，而填入節(jié)點3的路由表中。并且，將節(jié)點3的父節(jié)點更改為節(jié)點2。請參照圖7E，在此，以虛線箭號指向節(jié)點3的父節(jié)點(節(jié)點2)。在圖7E中，由于節(jié)點3更改了其父節(jié)點，因此由節(jié)點3重新轉(zhuǎn)送請求封包。其中，RREQ32'代表傳送至節(jié)點 2的請求封包，RREQ35'代表傳送至節(jié)點5的請求封包。請求封包RREQ32'其M3 = 68、T3 = 83、X32 = 15。請求封包RREQ35'其M3 = 68、T3 = 82、X35 = 10。節(jié)點2在接收到請求封包 RREQ32時，會依據(jù)上述評估演算法計算出一外部評估權(quán)值，即min{M3 = 68，(T3-X32) = 68， T2 = 83} = 68。由于外部評估權(quán)值68沒有大于節(jié)點2的外部權(quán)值73，因此舍棄請求封包 RREQ32 ’。同理，節(jié)點5依據(jù)評估演算法而獲得外部權(quán)值M5 = 68。最后，節(jié)點1 5之間的傳輸路徑則如圖7F所示，其中虛線箭號是指向父節(jié)點處。值得注意的是，當滿足一特定條件之后，接收到請求封包的節(jié)點便會再繼續(xù)其他程序。例如，在經(jīng)過一段時間之后，節(jié)點會分別傳送一回應封包至其父節(jié)點。以下再舉一實施例來說明。圖8A、圖8B是本發(fā)明一實施例的篩選傳輸路徑的示意圖。承接上述圖7A 圖7F， 在本實施例中，假設節(jié)點1、節(jié)點2、節(jié)點4及節(jié)點5屬于一指定群播群組，而節(jié)點3并未加入此一群播群組。在以下實施例中，以Wi代表節(jié)點i的封包傳輸能量，以Fi代表節(jié)點i的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，以Gi代表節(jié)點i的成員標記(Gi = 1代表啟用，Gi = 0代表未啟用)。
10
請同時參照圖7F、圖8A及圖8B，在圖7F中，節(jié)點1其巧=(KF1 = (KG1 = 1。節(jié)點 2 其12 = 10、F2 = O^G2 = 1。節(jié)點 3 其 W3 = 15、F3 = 0,G3 = 0。節(jié)點 4 其 W4 = 12、F4 =0、(}4 = 0。節(jié)點 5其％ = 10、F5 = 0、(；5 = 1。在圖8A中，由屬于指定群播群組的節(jié)點來傳送一回應封包給其父節(jié)點。其中， RPLY12代表節(jié)點2傳送至節(jié)點1的回應封包，RPLY42代表節(jié)點4傳送至節(jié)點2的回應封包， RPLY53代表節(jié)點5傳送至節(jié)點3的回應封包?；貞獍黂PLY12是用以通知節(jié)點1 “節(jié)點2的W2 = 10”，當節(jié)點1接收到回應封包RPLY12時，便將10填入至F1對應的轉(zhuǎn)發(fā)能量字段，此時，節(jié)點1的& = 10。也就是說， 節(jié)點1以封包轉(zhuǎn)發(fā)能量F1 = 10才能夠?qū)⒎獍鼈魉椭凉?jié)點2。回應封包RPLY42是用以通知節(jié)點2 “節(jié)點4的W4 = 12”，當節(jié)點2接收到回應封包RPLY42時，便將12填入至F2對應的轉(zhuǎn)發(fā)能量字段，此時，節(jié)點2的F2 = 12?；貞獍黂PLY53是用以通知節(jié)點3 “節(jié)點5的W5 = 10”，當節(jié)點3接收到回應封包RPLY53時，便將10填入至F3對應的轉(zhuǎn)發(fā)能量字段，此時，節(jié)點3的F3 = 10。接著，如圖8B所示，節(jié)點3雖然不是指定群播群組內(nèi)的節(jié)點，然而，節(jié)點3收到了節(jié)點5所傳送的回應封包RPLY53，代表節(jié)點3為節(jié)點5的父節(jié)點，其是用來在此指定群播群組中擔任轉(zhuǎn)發(fā)的角色。據(jù)此，節(jié)點3也會發(fā)送一回應封包RPLY32至其父節(jié)點(節(jié)點2)?；貞獍黂PLY32是用以通知節(jié)點2 “節(jié)點3的W3 = 15”，當節(jié)點2接收到RPLY32 時，其會去比對節(jié)點2中的F2。在此，RPLY32的W3( = 15)大于節(jié)點2中的F2( = 12)，因此將節(jié)點2的F2更新為15。這是因為，節(jié)點2倘若只將封包傳送至節(jié)點4所需的能量為10 即可，然而，節(jié)點2亦會將封包傳送至節(jié)點3，而傳送至節(jié)點3所需的能量為15，因此便要更新節(jié)點2的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量。在上述傳送回應封包之后，當滿足一特定條件(例如經(jīng)過一段時間)時，即可開始進行封包的群播。具體而言，由起始節(jié)點開始傳送群播封包。當其他節(jié)點接收到群播封包時，節(jié)點需檢視其路由表，尋找是否有記錄節(jié)點資源。若無，則舍棄此群播封包。若有，但此節(jié)點尚未進入封包群播的步驟時，則將此群播封包暫時保存，等進入封包群播后再執(zhí)行后續(xù)步驟，判斷成員標記設定為啟用或非啟用。若成員標記為非啟用，則舍棄此群播封包。若成員標記設定為啟用，則將此群播封包以路由表的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量來進行發(fā)送。綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點1、將可變資源配置作為路由選徑的運算評估依據(jù)。2、分散式架構(gòu)，不需要預先建立整體網(wǎng)絡資源地圖，不需要中央控管。3、可有效配置網(wǎng)絡資源，依據(jù)系統(tǒng)需求來決定配置何種資源，達到整體網(wǎng)絡耗電量最低、負載耗費最低等不同目的。4、不須仰賴事先收集路由資訊。5、每個節(jié)點只知道其源節(jié)點和鄰居的存在，因此較容易擴充網(wǎng)絡規(guī)模。6、隨選(On-demand)0建立路由，以及新的路由表設計，使其適合高移動性網(wǎng)絡。7、節(jié)點的移動或是部份封包發(fā)生碰撞仍然可以建立這些節(jié)點之間的傳輸路徑。雖然本發(fā)明以實施例揭示如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術(shù)人員， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作任意改動或等同替換，故本發(fā)明的保護范圍應當以本申請權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中該移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)包括多個節(jié)點，所述節(jié)點包括指定群播群組的起始節(jié)點，該路由建立方法包括由該起始節(jié)點廣播請求封包，并且經(jīng)由其他節(jié)點分別轉(zhuǎn)送該請求封包，其中每一節(jié)點的路由表分別記錄每一節(jié)點的節(jié)點資源，而該請求封包包括請求封包資源；每一節(jié)點根據(jù)其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一節(jié)點的節(jié)點資源來判斷每一節(jié)點的父節(jié)點，以建立所述節(jié)點之間的傳輸路徑；以及依據(jù)每一節(jié)點的群組數(shù)據(jù)表，通過屬于該指定群播群組的節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中該節(jié)點資源包括資源權(quán)值、資源耗費量權(quán)值、外部權(quán)值、封包傳輸能量以及封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，該資源權(quán)值代表剩余資源，該資源耗費量權(quán)值代表每一節(jié)點在接收該請求封包時所耗費的資源，該外部權(quán)值是進行評估演算法而獲得；而該請求封包資源包括傳送該請求封包的所述節(jié)點的源節(jié)點的該外部權(quán)值以及可用剩余資源量，其中該可用剩余資源量是由該源節(jié)點的該資源權(quán)值減去該資源耗費量權(quán)值所獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中判斷每一節(jié)點的該父節(jié)點的步驟，包括當所述節(jié)點其中一目的節(jié)點接收到該請求封包時，該目的節(jié)點檢查其路由表是否有該節(jié)點資源；若該目的節(jié)點的路由表沒有該節(jié)點資源，建立該節(jié)點資源； 依據(jù)該評估演算法，計算外部評估權(quán)值，以比較該外部評估權(quán)值與該外部權(quán)值；以及若該外部評估權(quán)值大于該外部權(quán)值，以該外部評估權(quán)值取代該外部權(quán)值，而將該外部評估權(quán)值寫入該目的節(jié)點的路由表的對應字段中，并且，將該目的節(jié)點的父節(jié)點設為該請求封包的源節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中建立該節(jié)點資源的步驟，包括設定該外部權(quán)值的初始值為0 ； 設定該資源權(quán)值；以及設定該成員標記為非啟用。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中該評估演算法為Q = HiinlMu, (Tu-Xot) , Tv)；其中，Q代表該外部評估權(quán)值，Mu代表該請求封包的源節(jié)點U的該外部權(quán)值，Tu代表該請求封包的該可用剩余資源量，Xuv代表該源節(jié)點U傳送該請求封包至該目的節(jié)點V的傳輸資源耗費量權(quán)值，Tu代表該目的節(jié)點的該可用剩余資源量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中通過屬于該指定群播群組的節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑的步驟，包括除該起始節(jié)點以外的每一節(jié)點檢視其各自的群播數(shù)據(jù)表，以判斷所述節(jié)點是否屬于該指定群播群組；由屬于該指定群播群組的節(jié)點分別傳送回應封包至其各自的父節(jié)點，以依據(jù)該回應封包的回應封包資源與每一節(jié)點的節(jié)點資源，決定每一節(jié)點的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，其中該回應封包資源包括傳送該回應封包的源節(jié)點的該父節(jié)點以及該封包傳輸能量；若不屬于該指定群播群組的節(jié)點接收到屬于該指定群播群組的節(jié)點其中之一所傳送的回應封包，則不屬于該指定群播群組的節(jié)點傳送另一回應封包至其父節(jié)點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，還包括接收到該回應封包的節(jié)點檢視該回應封包內(nèi)的該封包傳輸能量，并與其自身的路由表內(nèi)的該封包轉(zhuǎn)發(fā)能量進行比較；以及若該封包傳輸能量大于該封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，則以該封包傳輸能量取代該封包轉(zhuǎn)發(fā)能量， 而填入至該路由表的對應字段中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，其中在除該起始節(jié)點以外的每一節(jié)點檢視其各自的群播數(shù)據(jù)表的步驟之后，還包括屬于該指定群播群組的節(jié)點將其各自路由表中的成員標記設定為啟用。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)的路由建立方法，還包括除該起始節(jié)點以外的每一節(jié)點在接收到該回應封包時，檢視其自身的路由表中的該成員標記；以及若該成員標記為非啟用，則將該成員標記設定為啟用，并且建立另一回應封包傳送至其父節(jié)點。
10.一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括多個節(jié)點，其中每一節(jié)點包括路由表，所述節(jié)點包括起始節(jié)點，其屬于指定群播群組， 廣播請求封包，其中該請求封包包括請求封包資源；以及，多個通訊節(jié)點，分別轉(zhuǎn)送該請求封包；其中，每一通訊節(jié)點根據(jù)其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一通訊節(jié)點的路由表的節(jié)點資源來判斷所述通訊節(jié)點各自的父節(jié)點，以建立所述通訊節(jié)點與該起始節(jié)點之間的傳輸路徑；并且，依據(jù)每一通訊節(jié)點的群組數(shù)據(jù)表，通過屬于該指定群播群組的通訊節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中該節(jié)點資源包括資源權(quán)值、資源耗費量權(quán)值、外部權(quán)值、封包傳輸能量以及封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，該資源權(quán)值代表剩余資源，該資源耗費量權(quán)值代表每一節(jié)點在接收該請求封包時所耗費的資源，該外部權(quán)值是進行評估演算法而獲得；該請求封包資源包括傳送該請求封包的所述節(jié)點的源節(jié)點的該外部權(quán)值以及可用剩余資源量，其中該可用剩余資源量是由該源節(jié)點的該資源權(quán)值減去該資源耗費量權(quán)值所獲得。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中每一個通訊節(jié)點在接收到該請求封包時，檢查自身的該路由表是否有該節(jié)點資源，若該路由表沒有該節(jié)點資源，建立該節(jié)點資源；并且依據(jù)該評估演算法，計算外部評估權(quán)值，以比較該外部評估權(quán)值與該外部權(quán)值，若該外部評估權(quán)值大于該外部權(quán)值，以該外部評估權(quán)值取代該外部權(quán)值，而將該外部評估權(quán)值寫入該路由表的對應字段中，并且，將自身的該父節(jié)點設為該請求封包的源節(jié)點。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中該評估演算法為Q = HiinlMu, (Tu-Xot) , TvI ；其中，Q代表該外部評估權(quán)值，Mu代表該請求封包的源節(jié)點U的該外部權(quán)值，Tu代表該請求封包的該可用剩余資源量，Xuv代表該源節(jié)點U傳送該請求封包至該目的節(jié)點V的傳輸資源耗費量權(quán)值，Tu代表該目的節(jié)點的該可用剩余資源量。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中每一所述通訊節(jié)點還包括檢視其各自的群播數(shù)據(jù)表，以判斷所述通訊節(jié)點是否屬于該指定群播群組；由屬于該指定群播群組的通訊節(jié)點分別傳送回應封包至其各自的父節(jié)點，以依據(jù)該回應封包的回應封包資源與每一通訊節(jié)點的節(jié)點資源，決定每一通訊節(jié)點的封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，其中該回應封包資源包括傳送該回應封包的源節(jié)點的該父節(jié)點以及該封包傳輸能量；若不屬于該指定群播群組的通訊節(jié)點接收到屬于該指定群播群組的通訊節(jié)點其中之一所傳送的回應封包，則不屬于該指定群播群組的通訊節(jié)點傳送另一回應封包至其父節(jié)點。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中接收到該回應封包的通訊節(jié)點檢視該回應封包內(nèi)的該封包傳輸能量，并與其自身的路由表內(nèi)的該封包轉(zhuǎn)發(fā)能量進行比較；若該封包傳輸能量大于該封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，則以該封包傳輸能量取代該封包轉(zhuǎn)發(fā)能量，而填入至該路由表的對應字段中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)與路由建立方法。移動自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)包括多個節(jié)點。每一節(jié)點會根據(jù)其所接收的請求封包中的請求封包資源以及每一節(jié)點的節(jié)點資源來判斷每一節(jié)點的父節(jié)點，以建立這些節(jié)點之間的傳輸路徑。此外，依據(jù)每一節(jié)點的一群組數(shù)據(jù)表，通過屬于指定群播群組的節(jié)點來篩選不需要的傳輸路徑。
文檔編號H04W84/18GK102209362SQ20101014150
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者修丕承, 劉永之, 周雋偉, 逄愛君, 郭大維 申請人:財團法人資訊工業(yè)策進會