CN100593301C - 信号传播时延路由选择 - Google Patents

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Abstract

一种在包含多个节点的自组织无线网络中，把消息从源节点路由到目的地节点的方法，包括下述步骤：把第一消息从源节点发射到目的地节点，在所述目的地节点接收所述第一消息，响应第一消息，从所述目的地节点发射第二消息，其中经过包含至少一个中间节点的多个路径，在源节点和目的地节点之间发送所述第一消息和所述第二消息至少之一，利用所述第二和第一消息至少之一在每条路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。

Description

信号传播时延路由选择
技术领域
本发明涉及在自组织(ad-hoc)网络中提供路由选择机构的方法和设备。
背景技术
图1表示了自组织网络。自组织网络包含在不使用集中式接入点的情况下，能够直接相互通信的节点，例如移动站。在这样的网络中，所有节点起路由器的作用。由于节点可以自由地随意移动，因此网络的布局随时间而变化。来自源节点(1)(正在发送数据的终端)的数据经过中间节点被发送给目的地节点(2)(正在接收该数据的终端)，所述中间节点把来自源节点的数据转发给目的地节点。通过选择哪些中间节点被用于转发数据，完成数据从源节点发送到目的地节点的路由的确定。这被称为路由选择。
目前已知用于自组织网络的不同路由选择协议。这些路由选择协议可被分成：‘表驱动’路由选择和‘按需驱动’路由选择，另外分别被称为‘主动’路由选择和‘反应’路由选择。在表驱动协议中，每个节点保持一个或多个表，所述表包含到网络中的其它节点的路由选择信息。利用节点之间的定期传输更新这些表，以便随着网络的布局而变化。表驱动路由选择协议的例子包括动态目的地排序距离矢量路由选择协议(DSDV)，全局状态路由选择(GSR)和无线路由选择协议(WRP)。相反，按需路由选择协议只有当需要路由时，才调用路由发现机构。按需路由选择协议的例子包括自组织按需距离矢量路由选择(AODV)，动态源路由选择(DSR)，临时排序路由选择算法(TORA)和基于关联性的路由选择(ABR)。
在DSDV协议中，每个移动站保持列举所有可达到的目的地，到达目的地的中继段(hop)的数目，和目的地节点分配的序列号的路由选择表。序列号被用于区别旧路由和新路由，从而避免形成回路。移动站定期地把它们的路由选择表传送给它们的近邻。如果自从发送最新更新以来，在其路由选择表中发生了显著变化，那么移动站也传送其路由选择表。于是，更新既是时间驱动的也是事件驱动的。可以两种方式发送路由选择表更新；或者通过把整个路由选择表发送给邻居，或者增加地更新自从最后更新以来已改变的条目。
自组织按需距离矢量路由选择(AODV)是对DSDV算法的改进。与保持所有路由的列表的DSDV相反，AODV通过按需产生路由，使广播的数量降至最小。
为了找出到目的地节点的路径，源节点广播路由请求消息。相邻节点再向它们的邻居广播该消息，直到该消息到达具有关于目的地节点的最新路由信息的中间节点为止，或者直到该消息到达目的地为止。节点丢弃它已看见的路由请求消息。路由请求消息使用序列号来确保路由不存在回路，并且确保如果中间节点答复路由请求消息，那么它将只报以最新的信息。
当节点把路由请求消息转发给相邻节点时，它还把请求的第一份副本所出自的节点记录在其表中。该信息被用于构建路由答复或者确认消息的反向路径。AODV只使用对称链路，因为答复消息沿着路由请求消息的反向路径而行。当路由答复消息回溯到源节点时，沿着该路径的节点把正向路由输入它们的表中。
移动装置定位是任何通信系统中的一项重要要求，并且是自组织和蜂窝网络中的现有特征。联邦通信委员会(FCC)要求无线服务提供商支持详细定位机制。移动站的定位信息可被用于许多用途：
-呼叫的定价可以移动站的位置为基础，从而从本地区域发出的呼叫可以更便宜；
-当从移动站发出紧急呼叫时，能够确定移动站的位置；
-例如当旅行时，移动站的用户可能需要有关他/她的位置的信息；
-当局可使用定位信息来查找被偷窃的移动站的位置，或者追踪失踪人员。
通常，通过利用发射器和接收器之间信号的时延和方向来确定位置，定位方法以发送给移动站或从移动站发出的无线电波信号的传播特性为基础。于是，这种方法的精确性和复杂性根据无线电信道的特征而倾斜。对于移动定位，已开发出了许多不同的定位方法。可根据这些方法使用无线电信号特征来确定移动站的位置的方式，对它们分类。
用于确定位置的方法的分类包括：
-基于Cell_ID的定位
-往返时间(RTT)
-到达时间(TOA)
-到达时间差(DTOA)
-到达角(AOA)
-基于信号强度的定位，例如基于基准节点的定位(也称为本地定位)
定位方法还可包括这些方法的任意组合。
在TOA方法中，位置计算以从发射器到接收器的信号的传播时延为基础。通过在接收器测量来自三个发射器的信号的到达时间，利用本领域中公知的三角测量技术，能够计算接收器的位置。
计算移动站的位置的上述方法可用在各种系统，例如蜂窝系统，纯定位系统或任意类似的系统中。目前，最流行的定位系统是全球定位系统(GPS)。定位特征正在扩展到蜂窝系统，例如全球移动通信系统(GSM)，通用移动通信系统(UMTS)和国际移动通信2000(IMT2000)。
由于其精度和全球可用性，GPS是最流行的定位系统。GPS由地球上方的轨道中的一群卫星组成。GPS位置确定以来自位于用户的无线电地平线之上的卫星的精确计时信号到达移动站的接收器的时间为基础。每颗卫星使用原子钟来记录信号被发送的时间。位于接收器的精确时钟测量信号离开卫星和到达接收器之间的时延。这允许计算移动站到每颗卫星的距离。如果接收器看得到三颗卫星，那么可使用三角测量来找出移动站的位置。如果使用第四颗卫星，那么接收器还可计算其纬度。由于接收器中的时钟不如卫星中的原子钟精确，因此自每颗卫星的距离的计算将具有标准误差，这阻止在三角测量中计算的球体在同一点相交。于是，接收器能够计算将导致四个球体在某一点相交的距离调整。这允许接收器调整其时钟，从而调整其距离测量。为此，GPS接收器实际上保持跟卫星中的实际原子时钟相似的极其精确的时间。目前，GPS提供的标准定位服务提供水平100米，垂直156米的定位精度，和在340纳秒(95％)内相对于UTC的时间传输精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进目前的路由选择算法的方法。
根据本发明的第一方面，提供一种在包含多个节点的自组织无线网络中，把消息从源节点路由到目的地节点的方法，包括下述步骤：把第一消息从源节点发射到目的地节点，在所述目的地节点接收所述第一消息，响应第一消息，从所述目的地节点发射第二消息，其中经过包含至少一个中间节点的多个路径，在源节点和目的地节点之间发送所述第一消息和所述第二消息至少之一，利用所述第二和第一消息至少之一在每条路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
根据本发明的第二方面，提供一种包含多个节点的自组织无线网络，其中源节点被安排成向目的地节点发射第一消息，所述目的地节点被安排成接收所述第一消息，所述目的地节点被安排成响应所述第一消息，发射第二消息，至少一个中间节点被安排成通过多个路径，发射所述第一消息和所述第二消息至少之一。所述网络还包括安排成利用所述第二和第一消息至少之一在每条路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示，选择所述源节点和所述目的地节点之间的所述多条通信路径中的至少之一的选择装置。
根据本发明的第三方面，提供一种自组织无线网络中的节点，所述自组织网络包含多个节点，所述节点包含：接收并发射在多个通信路径上发送的多个消息中的至少之一的装置；指示在该节点收到所述至少一个消息的时间的装置；和指示从该节点发射所述消息的时间的装置。
附图说明
下面参考附图，举例说明本发明的实施例，其中：
图1表示了MANET(移动自组织网络)网络；
图2表示根据本发明的一个实施例的MANET网络；
图3表示根据本发明的一个实施例的消息的基本帧结构；
图4表示具体体现本发明的一个例子的路由选择算法的流程图。
具体实施方式
图1表示根据本发明的移动自组织网络的例子。下面将把移动自组织网络称为MANET，它是本领域中用于表示这些类型的网络的流行缩写。可看出MANET网络由多个网络节点3组成，每个节点具有至少一个无线电收发器，用于发射和/或从相邻节点接收信号。图1表示了在某一特定时刻，MANTE网络的快照，因为依据定义，这种网络的自组织本质意味着图1中所示的布局预计随着时间而动态变化。即，MANTE网络中的节点3可以自由移动。
利用分组交换系统在网络内传送数据，在分组交换系统中，逐个中断段地通过通信网络发送数据分组，从而到达它们的最终目的地。因特网协议(IP)是可被用于在MANET网络内传送分组的协议的一个实施例。因特网协议主要涉及开放系统互连(OSI)模型的网络层，从而克服了在较低层，即物理层或应用层工作的某些通信装置的厂商特定限制。
信号传播的时间(下面称为信号传播时延(SPD))的测量可基于无线电信号的到达时间(TOA)或往返时间(RTT)。在本语境中，TOA指的是信号从源(发射器)节点传播到目的地或中间(接收器)节点的时间。更具体地说，TOA可以指的是在发射器节点(例如源节点)发射无线电信号或数据帧的起点，到在接收器节点(例如目的地节点或中间节点)接收对应的信号/帧的开始(第一有效路径)之间的时间。另一方面，RTT被定义成信号从源节点传播到目的地，并返回源节点的时间。
从源(发射器)节点发送消息到对应的消息返回源节点之间的时间不是信号传播的实际往返时间。这是因为在每个节点存在信号的接收和发射之间的未知时间偏移。根据本发明的一个实施例，每个中间节点报告接收消息和发射消息之间的时间偏移的指示，以便确定准确的信号传输时间。下面将说明实现这一点的方式。
如图2中所示，源节点1通过向相邻节点发送路由发现/请求消息4，启动路由发现。可根据上述任意路由选择协议发送路由发现/请求消息。这样，路由发现/请求消息可以是‘表驱动的’或者‘按需’发送。例如，当收到路由发现/请求消息时，相邻节点依次广播该消息，直到该消息到达具有随后依据其发送该消息的关于目的地节点的最新路由信息的中间节点为止，或者直到该消息到达目的地为止。节点丢弃它已看到的路由请求消息。当中间节点向其邻居转发路由发现/请求消息时，它还可把该请求的第一份副本所出自的节点记录到其表中。该信息被用于构建用于路由答复分组的反向路径。
在本发明的一个实施例中，路由发现/请求消息包括量度字段，用于保存到目的地节点的路径上的每个节点接收和发射该消息的时间的指示。记录该消息的发射时间和接收时间被称为给消息打上时间戳记。后面将详细说明把这些测量结果用于路由选择的方式。
为了在本发明的实施例的路由选择协议中使用包括在消息的量度字段中的时间戳记，必须使每个节点中的时钟与建立的自组织网络内的其余节点同步。当节点向自组织网络注册时，例如在进入网络时，可实现同步。这种情况下，网络辅助的同步是网络功能性的一部分。另外，节点可使用其它基准，例如GPS来实现同步。当利用GPS基准时，每个节点可包括一个GPS接收器，GPS接收器允许相对于GPS卫星中的原子时钟，调整接收器中的时钟，从而允许接收器中的时钟具有和原子时钟相同的精度。
当在目的地节点2收到路由发现/请求消息时，目的地节点产生确认消息，确认消息包括从目的地节点发送确认消息的时间的精确指示。确认消息和路由发现/请求消息的基本帧结构示于图3中。该消息可包括‘类型’字段32，包括目的地IP地址34和源ID地址36的地址字段，寿命字段38，量度字段40，请求标识字段46，目的地节点序列号(SN)42和源节点序列号(SN)44。‘类型’字段规定消息是确认消息还是路由发现/请求消息。包括在消息中的时间戳记可被保存在消息的量度字段40中。
在本发明的一个实施例中，当在目的地节点收到每个路由发现消息时，将产生确认消息。通过利用保存在每个中间节点3的表中的信息，回溯发送路由发现消息的路径，每个确认消息传播通过MANET。
确认消息将首先从目的地节点发送给源节点和目的地节点之间的路径上的最后的中间节点。当收到确认消息时，该中间节点记录确认消息的到达时间。
在本发明的一个实施例中，该中间节点比较包含在确认消息中的时间戳记和确认消息到达中间节点的时间，以便计算跨越路径TOA1的信号传播时延。
计算的关于路径TOA1的信号传播时延被保存在确认消息的量度字段中。紧接在该消息被发送给下一中间节点之前，发射中间节点对该消息打上时间戳记。随后利用保存在表中的路由选择信息，该确认消息被发送给下一中间节点，所述表中记录有路由发现消息的第一份副本所出自的节点。
当下一个中间节点收到确认消息时，该节点测量确认消息的到达时间，并将其与包含在确认消息中的，指示该消息何时从前一个节点发射的时间戳记比较，以便计算信号传播时延TOA2。测量的跨越路径TOA2的信号时延随后被保存在该确认消息中。跨越路径TOA2的信号时延可被加入跨越路径TOA1的信号时延中，或者它可被单独保存在量度字段中。当中间节点越过MANET发送确认消息时，继续该过程，直到确认消息到达源节点1为止。
源节点将接收答复目的地节点接收的每个路由发现消息的确认消息。每个确认消息将包含目的地节点和源节点之间的路线上的每个中间节点之间的信号传播时延信息。如前所述，消息路径的每个‘中继段’的信号传播时延可被单独保存在确认消息中或者被加在一起。
在本发明的一个备选实施例中，发送从目的地节点到源节点的确认消息的中间节点在收到该消息时和发射该消息时均对该消息打上时间戳记。随后根据包含在每个确认消息中的时间戳记，在源节点能够计算消息在消息路径的每个中继段上所用的传播时间。
当加在一起时，确认消息路径上的全部无线电信道中继段内的信号传播时延的总和将小于确认消息从目的地节点到源节点的整个旅程的信号传播时延。这是因为除了信号在每个节点之间传播所用的时间之外，信号从目的地节点传播到源节点的总时间还包括在每个节点处理信号所用的时间。
确认消息中和每个中继段的信号时延相关的信息可被保存在节点的路由选择表中。就混合网络解决方案来说，对于覆盖(overlaid)主干(例如蜂窝)和本地邻近(local proximity)自组织网络，该信息可在服务器或其它网络部件部分保存和/或处理。该信息可被用于移动性管理(切换)，呼叫许可，和无线电资源的其它功能，以及用于支持本地自组织功能。对于每个目的地节点，表可包含关于由确认消息5确认的每个路线的信息。由于每个确认消息包含从目的地节点发送确认消息的时间戳记，于是能够计算消息从目的地节点到达源节点的整个旅程的时间。可为到目的地节点的特定路线保存该时间，除了每个中继段的信号时延之外，它还包括处理时延。
在本发明的一个备选实施例中，包括在消息的量度字段中的时间戳记被用于计算在每个节点接收消息和发射消息之间的时间。该时间随后可从消息从目的地节点到达源节点的整个旅程的时间中被减去，以便计算实际的信号传播时延。
在一个优选的备选实施例中，同样使用如上所述的相同方法，结合路由发现消息抽取信号传播时延测量结果。这种情况下，目的地节点可进行确定到源节点的最短路径的算法。
利用下面的等式，根据信号传播时延，可计算用于发送确认消息的每个中间节点之间的距离：
D＝c·t
这里D是对应于传播路径的一个‘中继段’的发射中间节点和接收中间节点之间的距离；c是光速；t是发射节点和接收节点之间的信号传播时延。路线上的节点之间的距离可被保存为信号在特定路线的每个节点之间传播所用的时间的替换物，或者被另外保存，供路由选择算法之用。
在本发明的另一实施例中，当答复具有保存在量度字段中的信号传播时延测量的请求消息时，目的地节点可选择一组最短的路径。在一个备选实施例中，目的地节点进行的一组最短路径的初选可基于中继段计数(即路径上的中继段的数目)，以避免归因于SPD测量的开销。这种方法被称为目的地节点辅助路由选择(DARE)。随后可根据嵌入确认消息中的SPD测量，在源节点中处理最终的路由选择。
在本发明的另一实施例中，可迭代地进行路由选择决策。这意味着路由选择算法将根据能够容易地获得的参数，例如中继段计数或RTT测量结果，选择路线，以便在路由选择产生时加速路由选择会聚。不过，可以保持一组候选路线，以便当首次建立连接时优化路由选择。这种方法被称为步进路由选择(SWR)。在这种方法中，QoS(服务质量)类别被映射到路由选择候选者上，持续一定的时间提供最佳的可获得的QoS。例如，诸如语音之类的实时(RT)流量被映射到具有最短的会聚时间(即，源节点选择到达目的地节点的有效路径所用的时间)，最高的链路稳定性和最短路径的那些候选路线。另一方面，诸如数据之类的非实时(NRT)可被分配给具有较长会聚时间和较长路径的那些路线。
节点收到和发射消息时对消息打上时间戳记允许计算关于特定路线，中间节点所用的处理时间。这对选择途经使用最少量的功率的中间节点的路由选择通路来说特别重要。当确认消息从目的地节点传播到源节点的总的旅行时间远远大于确认消息经过该路线的每个中继段的信号传播时延的总和时，可以断言在中间节点处理消息所用的时间相当多(否则假定在每个节点中，接收和发射之间存在零间隔)。这表示该路径上的中间节点使用相当大量的功率来发送消息。
使用大量的功率来发送确认消息是不合需要的。较大的功率消耗可能归因于许多因素，包括使用相当多的中间节点来发送消息，或者经过花费较长的时间来处理消息的节点发送消息。于是，路由选择算法可选择总的旅行时间和经过该路线的每个中继段的传播时延的总和之间的差值相对较小的路径，以确保选择的路径更有效地发送消息。
在本发明的一个备选实施例中，功率属性可被用作路由选择决策的辅助参数。这样的属性包括：在中间节点可获得的用于转播路由选择相关信息，以及与路由选择功能相关联的用户数据的功率；转播和/或缓存通信数据所需的功率；和节点的电池中的剩余能量。功率属性也可表现为基于路线上的每个中继段上的发射功率水平的成本函数，以确定一对节点之间的低能耗路线。
诸如关于自组织共享的功率激励(通过提供免费服务，合理费用等)之类的参数也可包括在功率特征中。
于是，在本发明的这样的一个实施例中，当其在源节点和目的地节点之间传播，以便被路由选择算法使用时，该信息可以包括在发现/请求消息的量度字段中，或者包含在确认消息的量度字段中。
特定路径上的无线电信道，或者‘链路’的稳定性也可被用作用于进行路由选择决策的其它参数。能够处理最佳或请求的QoS的链路越长，那么该链路越稳定。链路稳定性与节点移动性密切相关，下面更详细地对此进行说明。当节点移动性增大时，链路稳定的概率很可能降低。切换指示也可表示链路稳定性/不稳定性的程度，即，切换发生得越多，那么启动的链路越不稳定。于是，在本发明的该特定实施例中，每个路线可和链路稳定性的指示一起被保存。
在本发明的一个备选实施例中，如上所述的信号传播路由选择可被应用于自组织网络，其中节点正以通常的速度移动。即，节点正沿大致方向移动。例如当在火车上使用节点时，会出现这种情形。
节点的位置坐标可被用于确定节点的速度。在本发明的一个实施例中，每个节点具有一个GPS接收器，借助该GPS接收器，每个节点能够计算它自身的位置。在本发明的一个备选实施例中，节点可利用蜂窝定位，例如到达时间(TOA)和本地定位，也称为基于基准节点的定位(RNBP)方法计算其位置。
蜂窝定位方法在本领域中众所周知，这里不再详细说明。利用从周围的三个基站发送的打上时间戳记的信号，节点可根据自每个基站的信号传播时延，计算其到每个基站的距离。从而，节点的位置可由下式给出：
P(i)＝((X(i)-x(m))2+((Y(i)-y(m))2+((Z(i)-z(m))2)1/2
这里，(X(i)、Y(i)、Z(i))是每个相邻基站的坐标，(x(m)、y(m)、z(m))是该节点到每个基站的计算距离，P(i)是节点的位置。
在本发明的该实施例中，由于每个节点能够计算它自己的位置，消息路线上的每个中间节点可把其位置记录在确认消息中。通过测量在时间T1的第一组位置坐标和在时间T2的第二组位置坐标，节点的速率由下式给出：
V＝(((x(m2)-x(m1))2+(y(m2)-y(m1))2+(z(m2)-z(m1))2)1/2)/ΔT
这里V是节点的速度，(x(m1)、y(m1)、z(m1))是节点的第一组位置坐标，(x(m2)、y(m2)、z(m2))是节点的第二组位置坐标，ΔT是T1和T2之间的时间。可按照在路由选择表中更新信号传播时延时间的相同方式更新该信息。但是，由于它们可能经历变化，因此更频繁的更新是合乎需要的。在本发明的一个实施例中，根据已通过用于基于位置的服务的定位机构获得的信息，确定位置坐标。
当速度测量结果已知时，具有相同速度测量结果的节点被识别并被分成组。随后只能利用具有相同速度的节点实现路由选择。
在本发明的一个备选实施例中，也可根据其信号强度解释节点的移动，例如如果节点检测到来自另一节点的信号越来越强，这可表示这两个节点正在越来越接近。另外，不变的信号强度可指示节点未彼此相对移动，或者节点正在缓慢移动。根据表示移动的检测特征，例如信号强度能够构成移动模式，并且可被用于比较测量/获得的值与目标设置，并评定移动参数。对于具有混合结构的自组织网络，节点相对于干线节点的移动可被检测。在保持干线节点和路由器在自组织小区内的情况下，取决于节点的朝着或远离干线节点的移动，路由器选择可以自组织小区内的移动为基础。
在本发明的一个备选实施例中，涉及在特定的时间间隔内丢失的数据分组(控制数据或用户数据)的数目的信息可被用作进行路由选择决策的辅助参数。它可由例如误码率(BER)或误帧率(FER)测量。媒体访问控制(MAC)帧可被用作基准，其大小可被选择为适合于信道条件。分组丢失可包括在无线电信道上的那些分组丢失或者归因于在节点的处理能力的缺乏的分组丢失。
在本发明的另一实施例中，位于接收器节点的接收功率或者信噪比可被用于进行路由选择决策的其它参数。它可根据所需信号的功率与干扰的功率的比值来测量。干扰包括本底噪声和类似于来自系统中的其它用户的干扰之类的噪声。
在本发明的另一实施例中，在路由选择算法中可以使用处理时延或负载系数。这表示节点处理或缓存转播信息所用或者所需的时间。它也可以指的是与不同路线相关联的无线电链路的数目。
在本发明的另一实施例中，在路由选择算法中也可以使用QoS。QoS指的是多好地满足请求的流量属性，例如位速率，业务成分，路由选择时延等。可根据呼叫/连接的目标QoS和链路提供的QoS的水平评定QoS。例如，可与当选择候选路线时中继段的长度结合地考虑请求的位速率的程度。
由于无线电信道不稳定性的缘故，在多数情况下，使用单一参数进行路由选择不能提供最佳结果。于是，根据网络环境和数据流量，可使用混合方法来考虑在路由选择中重要的其它参数的重要性。现在结合图4，说明在本发明的一个实施例中使用的路由选择算法的例子。
首先，在步骤1(S1)，按照前述方式测量上述参数中的至少一些。如果使用表驱动路由选择方法，那么该信息可能已经存在，这种情况下，从历史数据仓库50取回该信息。如前所述，该信息可分布地保存在节点的高速缓冲存储器中，或者可集中地保持在服务器或网络部件中。
在步骤2(S2)，参数测量结果被用于选择哪些参数将被用作路由选择准则，此外还被用于设置选择的参数的目标值。可根据系统要求，无线电网络环境和请求的服务质量，动态地定义每个参数的目标值。
此外，在步骤2(S2)，每个参数还被赋予一个优先值ηi。在该步骤，重要的是识别当选择从源节点到目的地节点的路线时，要考虑的关键参数。例如，如果信号时延被认为是最重要的参数，那么它将被赋予最高的优先值ηi。参数设置是一个连续的过程，但是算法的每次迭代不一定必须重复参数设置。在本发明的一个实施例中，可把目标值，优先值和与参数相关的其它信息保存在历史数据仓库50中。但是，由于无线电信道的特征不稳定的缘故，因此应关于具体的时间间隔动态地定义优先值。这可被用于路由选择和/或与在网络中完成的其它功能，例如定位服务，切换和网络优化结合地应用。
一旦确定了优先值，那么在步骤3(S3)，通过把ai(与目标值关联)乘以优先值ηi，计算每个路由选择通路的每个参数的路由选择加权系数。
在步骤4(S4)，利用下面的等式，计算每个路径的路由选择加权系数(REWF)：
REWF = Σ i = 1 n a i · η i · k
其中ai是关于每个路由选择通路的第i个准则的目标映射的输出，ηi是关于路由选择算法中的每个路由选择准则定义的优先值，n是整数，k是可被预先确定的归一化系数。
在步骤5(S5)，根据REWF，算法选择最佳的可用路线(或者一组最佳路线；最佳、次佳、第三佳路线等)。如果不存在可用路线，那么算法重新安排在特定时间内的REWF确定的目标设置(目标值的重新安排可以是一个选项)。随后利用新的标准重复路由选择算法。另一方面，算法可指示不存在可以满足初始目标设置的任何路线。
表1表示了利用上述路由选择算法的计算值的一个例子。
  信号传播时延   功率特征   链路稳定性   移动方案   位置辅助信息   分组丢失   信号强度/信噪比   处理时延/负载系数   服务质量属性   路由选择加权系数(REWF)
  路线#1   5   4   4   3   2   4   4   3   2
  路线#2   4   2   3   4   3   3   2   3   1
  路线#N
  优先级   3   2   2   2   1   2   2   2   1
  路线#1   15   8   8   6   2   8   8   6   2   0.63
  路线#2   12   4   6   8   3   6   4   6   1   0.50
  路线#N   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0.00
表1
这里注意虽然上面说明了本发明的例证实施例，但是在不脱离权利要求限定的本发明的范围的情况下，可对公开的解决方案做出几种变化和修改。

Claims (29)

1、一种在包含多个节点的自组织无线网络中，把消息从源节点路由到目的地节点的方法，包括下述步骤：
把第一消息从源节点发射到目的地节点，
在所述目的地节点接收所述第一消息，
响应第一消息，从所述目的地节点向源节点发射第二消息，
其中经过包含至少一个中间节点的多个路径，在源节点和目的地节点之间发送所述第一消息和所述第二消息至少之一，
利用所述第二和第一消息至少之一在每条路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
2、按照权利要求1所述的路由消息的方法，其中通过在每个节点发射第一和第二消息至少之一时，对第一和第二消息至少之一打上时间戳记，提供第一和第二消息至少之一在路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示。
3、按照权利要求1或2所述的路由消息的方法，其中通过在每个节点接收第一和第二消息至少之一时，对第一和第二消息至少之一打上时间戳记，提供第一和第二消息至少之一在路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示。
4、按照权利要求1所述的路由消息的方法，其中通过计算第一和第二消息至少之一在每个节点之间传播所用的时间，并把计算的时间保存在第一和第二消息至少之一中，给出第一和第二消息至少之一在路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示。
5、按照权利要求4所述的路由消息的方法，其中所述方法包括下述步骤：
求保存在消息中的计算时间之和，以便确定第一和第二消息至少之一在源节点和目的地节点之间传播所用的时间。
6、按照权利要求1所述的方法，包括下述步骤：
计算第一和第二消息至少之一在源节点和目的地节点之间传播所用的时间，其中根据所计算的在源节点和目的地节点之间传播所用的时间选择路径。
7、按照权利要求5或6所述的方法，包括将第一和第二消息至少之一在源节点和目的地节点之间传播所用的计算时间，与从源节点或目的地节点发射第一和第二消息至少之一和在源节点或目的地节点接收第一和第二消息至少之一之间的时间进行比较的步骤，其中根据所述比较选择路径。
8、按照权利要求1所述的路由消息的方法，还包括下述步骤：
在路径上的每个节点，测量第一和第二消息至少之一的信号质量；和
利用测量的信号质量，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
9、按照权利要求8所述的方法，包括把信号质量测量结果保存在第一和第二消息至少之一中的步骤。
10、按照权利要求1所述的路由消息的方法，还包括下述步骤：
计算每个节点之间的距离；和
利用计算的距离选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
11、按照权利要求10所述的方法，包括把计算的距离保存在所述第一和第二消息至少之一中的步骤。
12、按照权利要求1所述的路由消息的方法，还包括下述步骤：
计算至少一个所述节点的移动速度，
利用至少一个所述节点的计算的速度，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
13、按照权利要求1所述的方法，还包括下述步骤：
测量至少一个所述节点的功率属性；
利用所述测量的功率属性，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
14、按照权利要求1所述的方法，还包括评定所述多个节点之间的多个路径的链路稳定性，并利用所述评定的链路稳定性，选择源节点和目的地节点之间的通信路径的步骤。
15、按照权利要求1所述的方法，还包括评定所需的服务质量；并根据所需的服务质量，选择源节点和目的地节点之间的通信路径的步骤。
16、按照权利要求1所述的方法，包括下述步骤：
测量第一时间时节点的位置；
测量第二时间时节点的位置；
根据位置测量结果，计算节点的速度；
把计算的速度保存在第一和第二消息至少之一中；
利用所述保存的速度，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
17、按照权利要求1所述的方法，其中路由选择算法使用优先值对用于选择源节点和目的地节点之间的通信路径的参数加权。
18、按照权利要求1所述的方法，其中路由选择算法使用指示测量的参数值满足预定参数值的程度的映射值。
19、按照权利要求1所述的方法，其中至少一个所述节点是移动站。
20、一种包含多个节点的自组织无线网络，其中源节点被安排成向目的地节点发射第一消息，
所述目的地节点被安排成接收所述第一消息，
所述目的地节点被安排成响应所述第一消息，向源节点发射第二消息，
至少一个中间节点被安排成通过多个路径，发射所述第一消息和所述第二消息至少之一，
所述网络还包括安排成利用所述第二和第一消息至少之一在每条路径上的每个节点之间传播所用的时间的指示，选择所述源节点和所述目的地节点之间的所述多条通信路径中的至少之一的选择装置。
21、按照权利要求20所述的自组织网络，其中在每个节点设置对第一和第二消息至少之一打上时间戳记的装置。
22、按照权利要求20所述的自组织网络，其中每个节点包含计算所述第一和第二消息至少之一在每个节点之间传播所用的时间，并把计算的时间保存在第一和第二消息至少之一中的处理装置。
23、按照权利要求20所述的自组织网络，还包括测量第一和第二消息至少之一的信号质量的装置；
其中所述选择装置还被安排成利用所述测量的信号质量，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
24、按照权利要求20所述的自组织网络，包括计算每个节点之间的距离的处理装置；和
其中所述选择装置还被安排成利用计算的距离，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
25、按照权利要求20所述的自组织网络，包括计算至少一个所述节点的移动速度的处理装置；和
其中所述选择装置还被安排成利用计算的速度，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
26、按照权利要求20所述的自组织网络，还包括测量至少一个所述节点的功率属性的装置；和
其中所述选择装置还被安排成利用所述测量的功率属性，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
27、按照权利要求20所述的自组织网络，还包括评定所述多个节点之间的多个路径的链路稳定性的装置；和
其中所述选择装置还被安排成利用所述评定的链路稳定性，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
28、按照权利要求20所述的自组织网络，包括评定所需的服务质量的装置；和
其中所述选择装置还被安排成根据所需的服务质量，选择源节点和目的地节点之间的通信路径。
29、按照权利要求20所述的自组织网络，其中：
所述选择装置被安排成选择多个候选路线；
所述网络还包括把所述多个候选路线映射到多个服务质量类别的映射装置；和
其中所述选择装置还被安排成从所述多个候选路线中被映射到所需服务质量的一个候选路线选择路径。
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