多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡及路由方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡及路由方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)建網(wǎng)絡困難、數(shù)據(jù)交換受限及費用高的問題。該網(wǎng)絡包括無線蜂窩網(wǎng)和無線自組網(wǎng)兩部分，網(wǎng)絡中包括至少一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點和一個普通節(jié)點，且普通節(jié)點與網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以相互轉(zhuǎn)化，普通節(jié)點只具備內(nèi)網(wǎng)通信端口，終端節(jié)點通過內(nèi)網(wǎng)通信端口，能在不借助第三方基礎設施的條件下完成通信，普通節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口直接或者通過其他其節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口的轉(zhuǎn)發(fā)與至少一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口通信，網(wǎng)關(guān)節(jié)點同時具備內(nèi)網(wǎng)通信端口和外網(wǎng)通信端口，內(nèi)網(wǎng)通信端口與外網(wǎng)通信端口可直接通信。本發(fā)明可靈活構(gòu)建網(wǎng)絡、上網(wǎng)快且無需額外費用，能滿足用戶隨時隨地快速上網(wǎng)、交換大量數(shù)據(jù)的需求。
【專利說明】多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡及路由方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡及路由方法，可滿 足多個用戶交換大量數(shù)據(jù)及用戶隨時隨地高速上網(wǎng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能終端的大量普及，隨時隨地快速訪問網(wǎng)絡以及分享、交換大量數(shù)據(jù)成為 用戶的迫切需求。
[0003] 目前，能夠支持用戶訪問網(wǎng)絡和交換數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡架構(gòu)主要有：蜂窩網(wǎng)絡、無線局域 網(wǎng)WLAN以及無線網(wǎng)狀網(wǎng)Mesh。
[0004] 蜂窩網(wǎng)絡覆蓋范圍較為廣泛，而且最新的高速率蜂窩網(wǎng)絡，例如第四代移動通信 技術(shù)4G，已經(jīng)實現(xiàn)了商用，但是相當一部分用戶還停留在低速率的蜂窩通信制式上，例如 2. 5G和3G等。此外，蜂窩流量的費用比較昂貴，所以蜂窩網(wǎng)絡只適合支持用戶訪問網(wǎng)絡，并 不能夠有效支持用戶分享大量數(shù)據(jù)，所以蜂窩網(wǎng)絡并不能夠完全滿足用戶的上述需求。
[0005] WLAN和無線Mesh網(wǎng)絡的結(jié)合一般來說能滿足用戶的上述需求。各個WLAN的中心 節(jié)點構(gòu)成無線Mesh網(wǎng)絡，使得多個WLAN互相協(xié)作，覆蓋一定的區(qū)域，滿足該區(qū)域內(nèi)用戶的 上述需求，例如上海的無線城市計劃。但是這種網(wǎng)絡也是有其缺陷的：首先，WLAN的中心節(jié) 點需要提前規(guī)劃布設，形成Mesh骨干網(wǎng)絡，因此整個網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域是一定的，不能方便 移動；其次，這種網(wǎng)絡的覆蓋范圍也是非常有限的，目前來看，主要覆蓋一些特殊區(qū)域，例如 學校的某些建筑、一些大型商場等，戶外則少有覆蓋。在空曠戶外部署和維護WLAN的成本 較高，而且由于人流量較低，經(jīng)濟效益很低。因此，在可以預見的時期內(nèi)，這些區(qū)域依然不會 有覆蓋。最后，對于一個指定區(qū)域，如果要實現(xiàn)無縫覆蓋，需要部署很多WLAN中心節(jié)點。但 是一般來說，一個區(qū)域里面，一部分WLAN節(jié)點很少被用到，這便增加了部署和維護的成本， 并造成資源的浪費。
[0006] 對于只存在蜂窩網(wǎng)絡的環(huán)境下，可能會出現(xiàn)一些用戶無法訪問外部網(wǎng)絡的情況， 例如，由于欠費等原因被運營商限制訪問外部網(wǎng)絡；另外，即使有高速網(wǎng)絡被共享時，低速 蜂窩制式的用戶也只能低速訪問外部網(wǎng)絡，例如，當4G用戶愿意共享網(wǎng)絡時，2. 5G用戶卻 無法享受到高速上網(wǎng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡及路 由方法，以滿足用戶隨時隨地構(gòu)建網(wǎng)絡、快速上網(wǎng)以及分享、交換大量數(shù)據(jù)的需求。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0009] -、本發(fā)明的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，包括無線自組網(wǎng)Ad hoc網(wǎng)和無線蜂窩網(wǎng)，網(wǎng)絡 中的終端節(jié)點通過端口相互通信或者訪問外部網(wǎng)絡，其特征在于，終端節(jié)點至少包含兩個， 且至少有一個節(jié)點是網(wǎng)關(guān)節(jié)點，其余節(jié)點是普通節(jié)點，任意兩個終端節(jié)點相互通信，且任意 終端節(jié)點與外網(wǎng)通信；
[0010] 所述終端節(jié)點，是指具備一種通信端口或者同時具備兩種通信端口，并且具有路 由選擇及數(shù)據(jù)傳輸功能的終端設備；
[0011] 所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點，是指同時具備兩種通信端口的終端節(jié)點；
[0012] 所述普通節(jié)點，是指網(wǎng)絡中具有一種通信端口的終端節(jié)點。
[0013] 所述的一種通信端口，是指終端節(jié)點只具備內(nèi)網(wǎng)通信端口，該內(nèi)網(wǎng)通信端口是指 在不借助第三方基礎設施條件下，兩個終端節(jié)點能完成通信的一個或者多個端口。
[0014] 所述的兩種通信端口，是指終端節(jié)點同時具備內(nèi)網(wǎng)通信端口和外網(wǎng)通信端口，該 內(nèi)網(wǎng)通信端口和外網(wǎng)通信端口均包括一個或者多個端口，這兩種通信端口同時工作，且任 意一個內(nèi)網(wǎng)通信端口與任意一個外網(wǎng)通信端口相互通信。
[0015] 上述多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，網(wǎng)絡中網(wǎng)關(guān)節(jié)點與普通節(jié)點能相互轉(zhuǎn)化， 即在外網(wǎng)通信端口被禁用時，將網(wǎng)關(guān)節(jié)點轉(zhuǎn)化為普通節(jié)點，在具備外網(wǎng)通信端口時，將普通 節(jié)點轉(zhuǎn)化為網(wǎng)關(guān)節(jié)點。
[0016] 上述多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述的兩個終端節(jié)點能完成通信的一個 或者多個端口，包括IEEE802. 11 b通信端口、IEEE802. 11 g通信端口、IEEE802. 11 η通信 端口、ΙΕΕΕ820. 11 ac通信端口、藍牙通信端口和近場通信NFC通信端口，其中b、g、η分別 代表ΙΕΕΕ802. 11不同版本的標準。
[0017] 上述的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述外網(wǎng)通信端口，是指終端節(jié)點通過 基站與外網(wǎng)通信的端口，包括通用分組無線服務GPRS通信端口、碼分多址CDMA通信端口、 通用移動通信技術(shù)的長期演進LTE通信端口。
[0018] 上述的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述任意兩個終端節(jié)點相互通信，是指 網(wǎng)絡中任意兩個終端節(jié)點通過內(nèi)網(wǎng)通信端口進行通信，包括兩個終端節(jié)點直接通過內(nèi)網(wǎng)通 信端口進行通信，或者通過一個節(jié)點或多個節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口的轉(zhuǎn)發(fā)完成通信；
[0019] 上述的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述任意終端節(jié)點與外網(wǎng)通信，是指網(wǎng) 絡中任意終端節(jié)點通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點的外網(wǎng)通信端口與外部網(wǎng)絡進行通信。
[0020] 二.本發(fā)明多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡的路由方法，包括如下步驟：
[0021] (1)終端節(jié)點通過內(nèi)網(wǎng)通信端口監(jiān)聽鄰居節(jié)點廣播的路由信息，解析鄰居節(jié)點的 路由信息，更新本節(jié)點的路由表；
[0022] (2)終端節(jié)點每隔一段時間進行檢查，刪除過期的路由信息，并通過內(nèi)網(wǎng)通信端口 廣播該節(jié)點的路由信息；
[0023] (3)終端節(jié)點在發(fā)送內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)時，直接查詢路由表，找到到達目的節(jié)點的下一跳地 址，將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳地址；終端節(jié)點在發(fā)送外網(wǎng)數(shù)據(jù)時，查詢路由表，計算本節(jié)點的內(nèi) 網(wǎng)通信端口到達各網(wǎng)關(guān)節(jié)點外網(wǎng)通信端口的代價，選擇代價最小的網(wǎng)關(guān)節(jié)點作為出口，再 通過內(nèi)網(wǎng)通信端口將外網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點；
[0024] (4)終端節(jié)點在接收數(shù)據(jù)時，檢查數(shù)據(jù)包中的目的地址，如果目的地址是節(jié)點本 身，該節(jié)點自行處理數(shù)據(jù)，否則查詢路由表，找到到達目的地址的下一跳地址，將數(shù)據(jù)發(fā)送 至下一跳地址；
[0025] (5)終端節(jié)點在接收到發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)的類型進行處理：如果是 多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡內(nèi)部的數(shù)據(jù)，則由該終端節(jié)點自己對其數(shù)據(jù)進行存儲；如果是與外網(wǎng) 通信的數(shù)據(jù)，則由該終端節(jié)點將其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到自己的外網(wǎng)通信端口，由外網(wǎng)通信端口向外 網(wǎng)發(fā)送；
[0026] (6)網(wǎng)關(guān)節(jié)點在接收到由外網(wǎng)通信端口返回的外網(wǎng)數(shù)據(jù)后，檢查目的地址，如果目 的地址與自己的地址相同，則對其數(shù)據(jù)進行存儲；否則將該數(shù)據(jù)通過自身的內(nèi)網(wǎng)通信端口 發(fā)送到目的地址；
[0027] (7)終端節(jié)點在主動離開多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡前，向自己的鄰居節(jié)點廣播離開信 息，鄰居節(jié)點在接收到離開信息后，查看自己的路由表，如果路由表中有離開節(jié)點的路由信 息，則刪除離開節(jié)點的路由信息，并廣播離開節(jié)點的離開信息；如果鄰居節(jié)點的路由表中沒 有離開節(jié)點的路由信息，則不作處理。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0029] 1、本發(fā)明的終端節(jié)點具備內(nèi)網(wǎng)通信端口或同時具備內(nèi)網(wǎng)通信端口和外網(wǎng)通信端 口，內(nèi)網(wǎng)通信端口不需要依賴第三方基礎設施，外網(wǎng)通信端口只需要依賴基站，所以可以隨 時隨地靈活構(gòu)建網(wǎng)絡。
[0030] 2、本發(fā)明的任意兩個終端節(jié)點可以相互通信，且任意兩個終端節(jié)點通過內(nèi)網(wǎng)通信 端口交換數(shù)據(jù)時，不需要依賴第三方基礎設施，所以終端節(jié)點在交換數(shù)據(jù)時不會產(chǎn)生額外 費用，且通過內(nèi)網(wǎng)通信端口終端節(jié)點可以快速完成數(shù)據(jù)的交換。
[0031] 3、本發(fā)明的任意終端節(jié)點能夠與外網(wǎng)通信，普通節(jié)點可以通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點的外網(wǎng)通 信端口實現(xiàn)與外網(wǎng)通信，而其它網(wǎng)絡中，不具備外網(wǎng)通信端口的終端節(jié)點無法與外網(wǎng)通信。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的普通節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖3為本發(fā)明網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4為本發(fā)明路由方法的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0036] 參照圖1，本發(fā)明的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分為兩部分：無線蜂窩網(wǎng)和無線自組網(wǎng)Ad hoc網(wǎng)。無 線蜂窩網(wǎng)由現(xiàn)有的蜂窩基站組成。無線自組網(wǎng)Ad hoc網(wǎng)由多個終端節(jié)點組成。該網(wǎng)絡中 包含兩種類型的終端節(jié)點：普通節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點。本實例網(wǎng)絡包括3個網(wǎng)關(guān)節(jié)點、2個普通 節(jié)點，另外還包括3個蜂窩基站，3個網(wǎng)關(guān)節(jié)點能夠與蜂窩基站進行通信。
[0037] 如圖2所示，普通節(jié)點具備內(nèi)網(wǎng)通信端口，包括一個或者多個內(nèi)網(wǎng)通信端口。通過 內(nèi)網(wǎng)通信端口，終端節(jié)點能夠在不借助第三方基礎設施的條件下，完成通信。內(nèi)網(wǎng)通信端口 包括但不限于IEEE802. 11 b通信端口、IEEE802. 11 g通信端口、IEEE802. 11 η通信端口、 ΙΕΕΕ820. 11 ac通信端口、藍牙通信端口和近場通信NFC通信端口，其中b、g、η分別代表 ΙΕΕΕ802. 11不同版本的標準。普通節(jié)點還包括路由控制單元和數(shù)據(jù)存儲處理單元。路由控 制單元由路由表、轉(zhuǎn)發(fā)控制單元、路由維護單元組成。路由控制單元完成路由信息的發(fā)送和 維護，數(shù)據(jù)存儲處理單元在接收到數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行存儲處理。
[0038] 如圖3所示，網(wǎng)關(guān)節(jié)點同時具備內(nèi)網(wǎng)通信端口和外網(wǎng)通信端口兩種端口，包括一 個或者多個內(nèi)網(wǎng)通信端口和一個或者多個外網(wǎng)通信端口，兩種通信端口可以同時工作，且 任意一個內(nèi)網(wǎng)通信端口和任意一個外網(wǎng)通信端口能夠相互通信，外網(wǎng)通信端口通過蜂窩基 站與外部網(wǎng)絡進行通信。外網(wǎng)通信端口包括但不限于：通用分組無線服務GPRS通信端口、 碼分多址CDMA通信端口、通用移動通信技術(shù)的長期演進LTE通信端口。網(wǎng)關(guān)節(jié)點還包括路 由控制單元和數(shù)據(jù)存儲/處理單元。路由控制單元由路由表、轉(zhuǎn)發(fā)控制單元、路由維護單元 組成。路由控制單元完成路由信息的發(fā)送和維護，數(shù)據(jù)存儲處理單元在接收到數(shù)據(jù)后，對數(shù) 據(jù)進行存儲處理。
[0039] 網(wǎng)絡中網(wǎng)關(guān)節(jié)點與普通節(jié)點能進行相互轉(zhuǎn)化，即在外網(wǎng)通信端口被禁用時，將網(wǎng) 關(guān)節(jié)點轉(zhuǎn)化為普通節(jié)點，在具備外網(wǎng)通信端口時，將普通節(jié)點轉(zhuǎn)化為網(wǎng)關(guān)節(jié)點。
[0040] 網(wǎng)絡中兩個終端節(jié)點可以直接通過內(nèi)網(wǎng)通信端口進行通信，或者通過一個節(jié)點或 多個節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口的轉(zhuǎn)發(fā)完成通信。網(wǎng)絡中任意終端節(jié)點可以通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點的外網(wǎng) 通信端口與外部網(wǎng)絡進行通信。
[0041] 在本實例中，終端節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口選擇IEEE802. 11通信端口，外網(wǎng)通信端口 選取碼分多址CDMA通信端口。普通節(jié)點具備IEEE802. 11通信端口，網(wǎng)關(guān)節(jié)點同時具備 IEEE802. 11通信端口和碼分多址CDMA通信端口。當碼分多址CDMA通信端口被禁用后，網(wǎng) 關(guān)節(jié)點轉(zhuǎn)化為普通節(jié)點，當具備碼分多址CDMA通信端口后，普通節(jié)點轉(zhuǎn)化為網(wǎng)關(guān)節(jié)點。
[0042] 參照圖4,本發(fā)明的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡路由方法，其實現(xiàn)步驟如下：
[0043] 步驟1 :構(gòu)建路由表
[0044] la)每個終端節(jié)點向自己的鄰居節(jié)點廣播自己的路由信息，該路由信息包括：目 的地址、下一跳地址、網(wǎng)關(guān)節(jié)點標識、外網(wǎng)通信端口速率、外網(wǎng)通信端口費用、跳數(shù)、目的節(jié) 點業(yè)務負載和路由條目序列號；
[0045] lb)終端節(jié)點通過內(nèi)網(wǎng)通信端口監(jiān)聽自己鄰居節(jié)點廣播的路由信息，解析收到的 路由信息，將路由信息添加到本節(jié)點的路由表中，完成路由表構(gòu)建。
[0046] 步驟2:更新路由表
[0047] 終端節(jié)點解析收到的路由信息，選擇路由信息中路由條目序列號比本節(jié)點路由表 中的路由條目序列號大，且跳數(shù)比本節(jié)點路由表中的跳數(shù)小的路由信息，更新本節(jié)點的路 由表；同時終端節(jié)點檢查本節(jié)點的路由信息，刪除過期的路由信息，并通過內(nèi)網(wǎng)通信端口廣 播本節(jié)點的路由信息。
[0048] 步驟3:收發(fā)內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)
[0049] 3a)終端節(jié)點在發(fā)送內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)時，直接查詢更新后的路由表，找到到達目的節(jié)點的 下一跳地址，通過內(nèi)網(wǎng)通信端口將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳地址；
[0050] 3b)終端節(jié)點在接收內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)時，檢查數(shù)據(jù)包中的目的地址，如果目的地址與本節(jié) 點的地址相同，則該節(jié)點自行將其數(shù)據(jù)存儲處理，如果目的地址與本節(jié)點的地址不相同，則 查詢路由表，找到到達目的地址的下一跳地址，通過內(nèi)網(wǎng)通信端口將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳地 址。
[0051] 步驟4:收發(fā)外網(wǎng)數(shù)據(jù)
[0052] 4a)終端節(jié)點在發(fā)送外網(wǎng)數(shù)據(jù)時，查詢路由表，計算本節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口到達各 網(wǎng)關(guān)節(jié)點外網(wǎng)通信端口的代價：
[0053] Y = WiXi+w^+WA+w^,
[0054] 其中Y表示代價，Wl為給定的外網(wǎng)通信端口速率的權(quán)值，w2為給定外網(wǎng)通信端口 費用的權(quán)值，w 3為給定跳數(shù)的權(quán)值，w4為給定目的節(jié)點業(yè)務負載的權(quán)值，且滿足Wl+W2+W 3+W4 =1，在本發(fā)明中，w2、w3、w4均取0. 25作為權(quán)值；Xl為本節(jié)點路由表中對外網(wǎng)通信端口 速率歸一化后的數(shù)值，x2為本節(jié)點路由表中對外網(wǎng)通信端口費用歸一化后的數(shù)值，x3為本 節(jié)點路由表中對跳數(shù)歸一化后的數(shù)值，x 4為本節(jié)點路由表中對目的節(jié)點業(yè)務負載歸一化后 的數(shù)值。
[0055] 所述代價的計算還可以通過下面公式計算：+ ， V - χ ''? γ ?： r ?3 ?'4 . A - .Λ· ? ·Λ.'> .Λ- ^ ·Λ.4 ，
[0056] 4b)終端節(jié)點選擇代價最小的網(wǎng)關(guān)節(jié)點作為目的地址，通過內(nèi)網(wǎng)通信端口將外網(wǎng) 數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點的外網(wǎng)通信端口將數(shù)據(jù)發(fā)送到外網(wǎng)；
[0057] 4c)終端節(jié)點在接收外網(wǎng)數(shù)據(jù)時，檢查數(shù)據(jù)包中的目的地址，如果目的地址與自己 的地址相同，則由本節(jié)點對其數(shù)據(jù)進行存儲處理；如果目的地址與自己的地址不相同，則通 過本節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口，以發(fā)送內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)的方式將其數(shù)據(jù)發(fā)送到目的地址。
[0058] 步驟5 :終端節(jié)點離開網(wǎng)絡
[0059] 5a)終端節(jié)點在主動離開多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡前，向自己的鄰居節(jié)點廣播離開信 息，鄰居節(jié)點在接收到離開信息后，查看自己的路由表，如果路由表中有離開節(jié)點的路由 信息，則刪除離開節(jié)點的路由信息，并廣播離開節(jié)點的離開信息；如果鄰居節(jié)點的路由表中 沒有離開節(jié)點的路由信息，則不作處理。
[0060] 5b)終端節(jié)點被動離開網(wǎng)絡，經(jīng)過一段時間后，包含該節(jié)點的路由信息視為過期， 其它節(jié)點則從自己的路由表中將包含該節(jié)點的路由信息刪除。
[0061] 由上述步驟可以看出，該路由是整個多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡通信的基礎。其中步驟 1、步驟2負責路由表的構(gòu)建和維護，步驟3、步驟4負責數(shù)據(jù)的收發(fā)和解析，用于支持上層通 信。步驟5是節(jié)點主動離開網(wǎng)絡時所需的操作，如果節(jié)點被動離開網(wǎng)絡，在經(jīng)過一定的時間 后，該節(jié)點的路由信息也會被其他節(jié)點刪除。
[0062] 綜上所述，本發(fā)明實施例可以充分利用設備的兩種通信端口，構(gòu)建多出口異構(gòu)無 線網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡既能夠滿足用戶隨時隨地快速訪問網(wǎng)絡的需求，又能夠在不需要額外費用 的情況下滿足用戶分享交換大量數(shù)據(jù)的需求，并且該網(wǎng)絡不需要借助除基站之外的其他固 定基礎設施，可以隨時移動、組建和擴展。
[0063] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替 換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求的保護范 圍為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，包括無線自組網(wǎng)Ad hoc網(wǎng)和無線蜂窩網(wǎng)，網(wǎng)絡中的終端 節(jié)點通過端口相互通信或者訪問外部網(wǎng)絡，其特征在于，終端節(jié)點至少包含兩個，且至少有 一個節(jié)點是網(wǎng)關(guān)節(jié)點，其余節(jié)點是普通節(jié)點，任意兩個終端節(jié)點相互通信，且任意終端節(jié)點 與外網(wǎng)通信； 所述終端節(jié)點，是指具備一種通信端口或者同時具備兩種通信端口，并且具有路由選 擇及數(shù)據(jù)傳輸功能的終端設備； 所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點，是指同時具備兩種通信端口的終端節(jié)點； 所述普通節(jié)點，是指網(wǎng)絡中具有一種通信端口的終端節(jié)點； 所述的兩種通信端口，是指終端節(jié)點同時具備內(nèi)網(wǎng)通信端口和外網(wǎng)通信端口，該內(nèi)網(wǎng) 通信端口和外網(wǎng)通信端口均包括一個或者多個端口，這兩種通信端口同時工作，且任意一 個內(nèi)網(wǎng)通信端口與任意一個外網(wǎng)通信端口相互通信； 所述的一種通信端口，是指終端節(jié)點只具備內(nèi)網(wǎng)通信端口，該內(nèi)網(wǎng)通信端口是指在不 借助第三方基礎設施條件下，兩個終端節(jié)點能完成通信的一個或者多個端口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，網(wǎng)絡中網(wǎng)關(guān)節(jié)點與普通節(jié) 點能相互轉(zhuǎn)化，即在外網(wǎng)通信端口被禁用時，將網(wǎng)關(guān)節(jié)點轉(zhuǎn)化為普通節(jié)點，在具備外網(wǎng)通信 端口時，將普通節(jié)點轉(zhuǎn)化為網(wǎng)關(guān)節(jié)點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述的兩個終端節(jié)點能 完成通信的一個或者多個端口，包括IEEE802.il b通信端口、IEEE802.il g通信端口、 IEEE802. 11 η通信端口、IEEE820. 11 ac通信端口、藍牙通信端口和近場通信NFC通信端 口，其中b、g、n分別代表IEEE802. 11不同版本的標準。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述外網(wǎng)通信端口，是 指終端節(jié)點通過基站與外網(wǎng)通信的端口，包括通用分組無線服務GPRS通信端口、碼分多址 CDMA通信端口、通用移動通信技術(shù)的長期演進LTE通信端口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述任意兩個終端節(jié)點 相互通信，是指網(wǎng)絡中任意兩個終端節(jié)點通過內(nèi)網(wǎng)通信端口進行通信，包括兩個終端節(jié)點 直接通過內(nèi)網(wǎng)通信端口進行通信，或者通過一個節(jié)點或多個節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口的轉(zhuǎn)發(fā)完 成通信。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡，其特征在于，所述任意終端節(jié)點與外 網(wǎng)通信，是指網(wǎng)絡中任意終端節(jié)點通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點的外網(wǎng)通信端口與外部網(wǎng)絡進行通信。
7. -種多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡路由方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 終端節(jié)點通過內(nèi)網(wǎng)通信端口監(jiān)聽鄰居節(jié)點廣播的路由信息，解析鄰居節(jié)點的路由 信息，更新本節(jié)點的路由表； (2) 終端節(jié)點每隔一段時間進行檢查，刪除過期的路由信息，并通過內(nèi)網(wǎng)通信端口廣播 該節(jié)點的路由信息； (3) 終端節(jié)點在發(fā)送內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)時，直接查詢路由表，找到到達目的節(jié)點的下一跳地址， 將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳地址；終端節(jié)點在發(fā)送外網(wǎng)數(shù)據(jù)時，查詢路由表，計算本節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通 信端口到達各網(wǎng)關(guān)節(jié)點外網(wǎng)通信端口的代價，選擇代價最小的網(wǎng)關(guān)節(jié)點作為出口，再通過 內(nèi)網(wǎng)通信端口將外網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點； (4) 終端節(jié)點在接收數(shù)據(jù)時，檢查數(shù)據(jù)包中的目的地址，如果目的地址是節(jié)點本身，該 節(jié)點自行處理數(shù)據(jù)，否則查詢路由表，找到到達目的地址的下一跳地址，將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一 跳地址； (5) 終端節(jié)點在接收到發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)的類型進行處理：如果是多出 口異構(gòu)無線網(wǎng)絡內(nèi)部的數(shù)據(jù)，則由該終端節(jié)點自己對其數(shù)據(jù)進行存儲；如果是與外網(wǎng)通信 的數(shù)據(jù)，則由該終端節(jié)點將其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到自己的外網(wǎng)通信端口，由外網(wǎng)通信端口向外網(wǎng)發(fā) 送； (6) 網(wǎng)關(guān)節(jié)點在接收到由外網(wǎng)通信端口返回的外網(wǎng)數(shù)據(jù)后，檢查目的地址，如果目的地 址與自己的地址相同，則對其數(shù)據(jù)進行存儲；否則將該數(shù)據(jù)通過自身的內(nèi)網(wǎng)通信端口發(fā)送 到目的地址； (7) 終端節(jié)點在主動離開多出口異構(gòu)無線網(wǎng)絡前，向自己的鄰居節(jié)點廣播離開信息，鄰 居節(jié)點在接收到離開信息后，查看自己的路由表，如果路由表中有離開節(jié)點的路由信息，則 刪除離開節(jié)點的路由信息，并廣播離開節(jié)點的離開信息；如果鄰居節(jié)點的路由表中沒有離 開節(jié)點的路由信息，則不作處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的路由方法，其中所述步驟（1)中廣播的路由信息，是指終端 節(jié)點的路由條目，該路由條目包括：目的地址、下一跳地址、網(wǎng)關(guān)節(jié)點標識、外網(wǎng)通信端口速 率、外網(wǎng)通信端口費用、跳數(shù)、目的節(jié)點業(yè)務負載和路由條目序列號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的路由方法，其中步驟（3)所述的計算本節(jié)點的內(nèi)網(wǎng)通信端口 到達各網(wǎng)關(guān)節(jié)點外網(wǎng)通信端口的代價，通過如下公式計算： Y = W1X1+W2X2+W3X3 +W4X4 其中γ表示代價，Wi為給定的外網(wǎng)通信端口速率的權(quán)值，W2為給定外網(wǎng)通信端口費用 的權(quán)值，W3為給定跳數(shù)的權(quán)值，w4為給定目的節(jié)點業(yè)務負載的權(quán)值，且滿足Wi+WfwfWj = 1 ; Xl為本節(jié)點路由表中對外網(wǎng)通信端口速率歸一化后的數(shù)值，x2為本節(jié)點路由表中對外網(wǎng)通 信端口費用歸一化后的數(shù)值，χ 3為本節(jié)點路由表中對跳數(shù)歸一化后的數(shù)值，χ4為本節(jié)點路 由表中對目的節(jié)點業(yè)務負載歸一化后的數(shù)值。
【文檔編號】H04W40/02GK104219727SQ201410482117
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】張琰, 盧旭玉, 夏勝飛, 盛敏, 李建東, 馬驍, 王璽鈞, 李紅艷, 韓維佳 申請人:西安電子科技大學