特許 7185962 ＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ノード移動管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-30

(45)【発行日】2022-12-08

(54)【発明の名称】ＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ノード移動管理方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 40/12 20090101AFI20221201BHJP

   H04W 36/30 20090101ALI20221201BHJP

   H04W 80/04 20090101ALI20221201BHJP

   H04W 4/38 20180101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

H04W40/12

H04W36/30

H04W80/04

H04W4/38

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021531355

(86)(22)【出願日】2019-10-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-26

(86)【国際出願番号】 CN2019112156

(87)【国際公開番号】W WO2020114111

(87)【国際公開日】2020-06-11

【審査請求日】2021-05-28

(31)【優先権主張番号】201811476188.1

(32)【優先日】2018-12-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】521234722

【氏名又は名称】重▲慶▼▲郵▼▲電▼大学

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＯＮＧＱＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＰＯＳＴＳ ＡＮＤ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】王 平

(72)【発明者】

【氏名】蒲 ▲チォン▼亘

(72)【発明者】

【氏名】尹 彦丹

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ ▲ヂャオ▼

【審査官】三枝 保裕

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３０１０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１５２９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２６９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８５７４９７０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２７１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１７６５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４－ ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法であって、該方法は、
Ｓ１：移動ノードを有するＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークにおいて、移動ノードがその親ノードにメッセージを送信した後、親ノードがメッセージを受信し、そのリンクの受信信号強度インジケータ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、ＲＳＳＩ）を記録し、記録したＲＳＳＩを、対応するＡＣＫフレームペイロードに配置して、移動ノードに返事し、この場合、移動ノードが双方向通信リンクのＲＳＳＩを取得し、移動ノードが一定期間内で、親ノードとメッセージのインタラクティブを行わないと、ＲＳＳＩを取得するように、移動ノードがビーコンリクエストフレームを主動に送信するステップと、
Ｓ２：移動ノードが親ノードとの双方向通信リンクのＲＳＳＩを取得した後、平均値フィルタリング方法を利用して平均受信信号強度インジケータ（Ａｖｅｒａｇｅ ＲＳＳＩ、ＡＲＳＳＩ）を取得し、ＡＲＳＳＩと所定の閾値とを比較し、ＡＲＳＳＩが閾値より小さいと、ノードが移動しているとともに親ノードから離れていくと判定するが、この場合、移動ノードは現在のリンクをすぐ切断せず、さもなければ、ステップＳ１にジャンプするステップと、
Ｓ３：移動ノードは、自分が親ノードから離れていくと検出した後、周囲で新たな親ノードを見つけるように、移動マークを有する有向非巡回グラフ情報リクエスト（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ、ＤＩＳ）メッセージをマルチキャストするステップと、
Ｓ４：移動ノードの周囲にある非リーフノードが、移動マークを有するＤＩＳメッセージを受信した後、各ノードがＤＩＳメッセージのＲＳＳＩ、及び分散型競争アルゴリズムに応じて、フォールバック時間を演算し、フォールバック時間に応じて、移動ノードに、マークを有する有向非巡回グラフ情報オブジェクト（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｏｂｊｅｃｔ、ＤＩＯ）メッセージを返事するステップと、
Ｓ５：移動ノードが新たな親ノードを見つけた後、切断宛先通知オブジェクト（Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ、Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ＤＡＯ）メッセージを、元の親ノードに送信し、元のリンクを切断するとともに、古いルーティングテーブルを除去するようにリクエストし、そして、元の親ノードはＤＡＯメッセージを上位のノードに転送し、移動ノードに関連する全てのルーティングエントリを削除し、その同時に、移動ノードが接続ＤＡＯ（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ＤＡＯ）メッセージを新たな親ノードに送信し、新たな親ノードを接続するとともに、ルーティングテーブルを更新するようにリクエストし、そして、新たな親ノードはＤＡＯメッセージを上位のノードに転送して、完全な通信パスを構築するまでとなるステップと、
Ｓ６：元の親ノードがキャッシュ対象となるデータを確認し、移動ノードが元のリンクを切断した後、切断過程で、移動ノードに送信されるデータがないと、今回の移動管理過程が終了し、さもなければ、元の親ノードが移動ノードに送信されるデータのために、キャッシュノードを見つけ、元の親ノードが切断ＤＡＯメッセージを受信した場合、移動ノードに送信されるデータを新たな親ノードにキャッシュし、元の親ノードが他の原因で切断ＤＡＯメッセージを受信していないと、データをネットワークのルートノードにキャッシュするステップと、
Ｓ７：元の親ノードがキャッシュノードを確認した後、即ち、データのためにキャッシュ位置を見つけた後、キャッシュノードのＩＰｖ６アドレスを、データがキャッシュされる６ＬｏＷＰＡＮメッセージのキャッシュヘッドに配置し、そして、データをキャッシュノードに転送しキャッシュするステップと、
Ｓ８：移動ノードが新たな親ノードに接続され、ネットワークルーティングテーブルを更新した後、キャッシュノードがキャッシュされたデータを移動ノードに送信し、今回の移動管理過程が終了するステップと、を有することを特徴とするＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項2】

ステップＳ１において、前記ＲＳＳＩをＡＣＫフレームペイロードに配置した後、形成された改良式ＡＣＫフレームフォーマットは、フレーム制御ビット、シリアル番号、ＲＳＳＩ及びフレームチェックシーケンス（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ、ＦＣＳ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項3】

ステップＳ３において、前記移動マークを有するＤＩＳメッセージのＯｐｔｉｏｎフォーマットは、タイプ説明ドメイン、長さ及び目的アドレスを含み、ＤＩＳ制御メッセージにおけるＯｐｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ＝０ｘ０Ａである場合、該ＤＩＳ制御メッセージが移動ノードから送信されることを示すことを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項4】

ステップＳ４において、前記分散型競争アルゴリズムは具体的に、候補ノードが移動マークを有するＤＩＳメッセージを受信した後、ＲＳＳＩに応じてそれぞれのフォールバック時間を演算し、内蔵タイマーを起動させるとともに、自身のフォールバック時間に応じて、時間ウィンドウで競争応答を始めて、ＲＳＳＩが大きいほど、フォールバック時間が小さくなり、タイマーのオーバーフロー時間が短くなり、演算式は以下の通りであり、

【数1】

なお、ｔ_ｎがノードｎのフォールバック時間であり、ＲＳＳＩ_ｎがノードｎのＲＳＳＩであり、ＲＳＳＩ_ｍａｘが２つのノードの間の最大のＲＳＳＩであり、ｔ_ｈが設定の最大のフォールバック時間であり、単位がマイクロ秒であることを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項5】

ステップＳ４において、移動ノードが新たな親ノードを見つけるように、ＤＩＳメッセージをマルチキャストする場合、分散型競争アルゴリズム後で、候補の親ノードから送信されたＤＩＯメッセージに対して移動マークを行って、採用する方法は、ノードがＭＡＣ層でＤＩＯメッセージをパッケージする際、ＭＡＣフレーム制御ドメインの第８ビットをＤＩＯマークビットに配置することで、移動マークを有するＤＩＳメッセージのＤＩＯメッセージをマークで応答することを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項6】

ステップＳ４において、全ての候補ノードは、そのタイマーがオーバーフローし中断が発生するまでに、計時過程でもモニタリング状態を保持し、ＲＳＳＩ値の最大の候補ノード即ち移動ノードとの前のリンクの品質が最もよいノードは、最初に計時を終了し、他の候補ノードは、移動マークを有するＤＩＯメッセージがモニタリングされた場合、計時を中断させるとともに、マークを有するＤＩＯメッセージを移動ノードに返事せず、計時が終了するまでにマークを有するＤＩＯメッセージがモニタリングされなかった場合、該候補ノードが移動ノードにマークを有するＤＩＯメッセージを返事することを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項7】

ステップＳ４において、タイマーが終了した候補ノードは、ＤＩＯメッセージの応答権を競争して得て、まず、ＤＩＯメッセージをマークし、そして、該ＤＩＯメッセージを移動ノードにユニキャストすることを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項8】

ステップＳ５において、前記切断ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎフォーマットは、タイプ説明ドメイン、長さ、切断リクエストマーク及び新たな親ノードＩＰｖ６アドレスを含み、ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ＝０ｘ０Ａである場合、該ＤＡＯメッセージは切断ＤＡＯメッセージとしてマークされることで、現在のリンクを切断するようにリクエストすることを示すことを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項9】

ステップＳ５において、前記接続ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎフォーマットは、タイプ説明ドメイン、長さ、接続リクエストマーク及び元の親ノードＩＰｖ６アドレスを含み、ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ＝０ｘ０Ｂである場合、該ＤＡＯメッセージが接続ＤＡＯメッセージとしてマークされることで、新たなリンクを構築するようにリクエストすることを示すことを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【請求項10】

ステップＳ７において、キャッシュノードのＩＰｖ６アドレスを、データがキャッシュされる６ＬｏＷＰＡＮメッセージのキャッシュヘッドに配置することで形成された新たな６ＬｏＷＰＡＮキャッシュヘッドフォーマットは、ヘッドタイプ、フラグビット、ソースアドレスの長・短アドレスマークビット、目的アドレスの長・短アドレスマークビット、データパケットのソースＩＰｖ６アドレス及びデータパケット目的ＩＰｖ６アドレスを含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１８年１２月４日にて中国特許局に提出され、出願番号が２０１８１１４７６１８８.１であり、発明の名称が「ＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークのノード移動管理方法」である中国特許出願の優先権を主張して、その全ての内容は本出願に援用される。

【0002】

本発明は、ワイヤレスセンサーネットワークの技術分野に属して、ＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークのノード移動管理方法に関わる。

【背景技術】

【0003】

ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、現在研究のホットスポットであり、機能が多く、配置が柔軟で、低消費且つ低コストなどの特性を有する。現在のワイヤレスセンサーネットワークはその独特な優勢で、主に軍事国防、農業環境、医療看護、スマートホーム、工業制御及び物流管理などの各業界において大幅に応用されている。近年、ワイヤレスセンサーネットワークの新たな応用需求が増えているから、静的ワイヤレスセンサーネットワークはもう、移動作業を必要とする応用環境に適用されず、従って、伝統のネットワークに移動ノードを追加するという構想が生じた。ただし、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークでの移動性は、切替過程におけるノードの切断によるデータの紛失、応用性能に対する悪影響などのいくつかの問題を招致し、ＩＰｖ６ネットワークにノード移動の管理方法を導入することは、特に重要になっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワーク分野において、ＩＰｖ６による多種の移動性技術が既に提出され、ワイヤレスセンサーネットワークにおけるノードの移動性問題を解決できるが、移動検出、移動切替の過程で、相変わらず遅延が高すぎて、インタラクティブの過程が複雑で、データの紛失という問題が存在する。そのため、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークのノード移動の管理方法が提出され、既存のルーティングプロトコルを結合して実現される。ＩＥＴＦ ＲｏＬＬワークグループは、低消費損失ネットワークに対してＲＰＬルーティングプロトコル（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｌｏｓｓｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ、低消費損失ネットワークルーティングプロトコル）を制定し、ＲｏＬＬの、ＲＰＬルーティングプロトコルの内部メカニズムに対する設計は、静的ネットワークを対象とするから、ＲＰＬルーティングプロトコルは移動シーンによく適用できない。

【0005】

ワイヤレスセンサーネットワークの、移動性に対する支持の要求を確保するために、移動過程に、最適な親ノードを選択することによる、高遅延、切替の際のデータ紛失という問題に対して、本発明はＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークのノード移動の管理方法を提出する。

【0006】

これに鑑みて、本発明は、ノード移動の検出過程と最適な親ノードの選択過程における遅延、及びエネルギー消費低減を低減させ、エンドツーエンドのデータパケットの到着率を向上させるために、ＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法を提供する。該方法は、双方向リンクの品質指標に応じて、ＲＰＬを改良してメッセージを制御することで、移動ノードの最適な親ノードに対する選択を完成し、また、ネットワーク通信におけるデータのために、キャッシュメカニズムを設計することで、移動ノードに送信されたデータの紛失を防止する。該方法は、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノードに移動管理機能を具備させ、ノードの移動切替及びデータキャッシュ機能を実現し、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークにおけるノード移動検出の精度を向上でき、移動ノードリンクの切替遅延及びノードのエネルギー消費を低減させ、ノード移動過程でのデータパケットの紛失を避け、ネットワークの確実性を向上させる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を実現するために、本発明は以下の技術案を提供し、
ＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法であって、
Ｓ１：移動ノードを有するＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークにおいて、移動ノードがその親ノードにメッセージを送信した後、親ノードがメッセージを受信し、そのリンクの受信信号強度インジケータ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、ＲＳＳＩ）を記録し、記録したＲＳＳＩを、対応するＡＣＫフレームペイロードに配置して、移動ノードに返事し、この場合、移動ノードが双方向通信リンクのＲＳＳＩを取得し、移動ノードが一定期間内で、親ノードとメッセージのインタラクティブを行わないと、ＲＳＳＩを取得するように、移動ノードがビーコンリクエストフレームを主動に送信するステップと、
Ｓ２：移動ノードが親ノードとの双方向通信リンクのＲＳＳＩを取得した後、平均値フィルタリング方法を利用して平均受信信号強度インジケータ（Ａｖｅｒａｇｅ ＲＳＳＩ、ＡＲＳＳＩ）を取得し、ＡＲＳＳＩと所定の閾値とを比較し、ＡＲＳＳＩが閾値より小さいと、ノードが移動しているとともに親ノードから離れていくと判定するが、この場合、移動ノードは現在のリンクをすぐ切断せず、さもなければ、ステップＳ１にジャンプするステップと、
Ｓ３：移動ノードは、自分が親ノードから離れていくと検出した後、周囲で新たな親ノードを見つけるように、移動マークを有する有向非巡回グラフ情報リクエスト（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ、ＤＩＳ）メッセージをマルチキャストするステップと、
Ｓ４：移動ノードの周囲にある非リーフノードが、移動マークを有するＤＩＳメッセージを受信した後、各ノードがリクエストメッセージのＲＳＳＩ、及び分散型競争アルゴリズムに応じて、フォールバック時間を演算し、フォールバック時間に応じて、移動ノードに、マークを有する有向非巡回グラフ情報オブジェクト（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｏｂｊｅｃｔ、ＤＩＯ）メッセージを返事するステップと、
Ｓ５：移動ノードが新たな親ノードを見つけた後、切断宛先通知オブジェクト（Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ、Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ＤＡＯ）メッセージを、元の親ノードに送信し、元のリンクを切断するとともに、古いルーティングテーブルを除去するようにリクエストし、そして、ＤＡＯメッセージを上位のノードに転送し、移動ノードに関連する全てのルーティングエントリを削除し、その同時に、移動ノードが接続ＤＡＯ（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ＤＡＯ）メッセージを新たな親ノードに送信し、新たな親ノードを接続するとともに、ルーティングテーブルを更新するようにリクエストし、そして、ＤＡＯメッセージを上位のノードに転送して、完全な通信パスを構築するまでとなるステップと、
Ｓ６：キャッシュ対象となるデータを確認し、移動ノードが元のリンクを切断した後、切断過程で、移動ノードに送信されるデータがないと、今回の移動管理過程が終了し、さもなければ、元の親ノードが移動ノードに送信されるデータのために、キャッシュノードを見つけ、元の親ノードが切断ＤＡＯメッセージを受信した場合、移動ノードに送信されるデータを新たな親ノードにキャッシュし、元の親ノードが他の原因で切断ＤＡＯメッセージを受信していないと、データをネットワークのルートノードにキャッシュするステップと、
Ｓ７：元の親ノードがキャッシュノードを確認した後、即ち、データのためにキャッシュ位置を見つけた後、キャッシュノードのＩＰｖ６アドレスを、データがキャッシュされる６ＬｏＷＰＡＮメッセージのキャッシュヘッドに配置し、そして、データをキャッシュノードに転送しキャッシュするステップと、
Ｓ８：移動ノードが新たな親ノードに接続され、ネットワークルーティングテーブルを更新した後、キャッシュノードがキャッシュされたデータを移動ノードに送信し、今回の移動管理過程が終了するステップと、を有する。

【0008】

さらに、ステップＳ１において、前記ＲＳＳＩをＡＣＫフレームペイロードに配置したことにより形成された改良式ＡＣＫフレームフォーマットは、フレーム制御ビットと、シリアル番号と、ＲＳＳＩと、フレームチェックシーケンス（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ、ＦＣＳ）とを含む。

【0009】

さらに、ステップＳ３において、前記移動マークを有するＤＩＳメッセージのＯｐｔｉｏｎフォーマットは、タイプ説明ドメイン、長さ及び目的アドレスを含み、ＤＩＳメッセージにおけるＯｐｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ＝０ｘ０Ａである場合、該ＤＩＳメッセージが移動ノードから送信されたことを示す。

【0010】

さらに、ステップＳ４において、前記分散型競争アルゴリズムは具体的に、候補ノードが移動マークを有するＤＩＳメッセージを受信した後、ＲＳＳＩに応じてそれぞれのフォールバック時間を演算し、内蔵タイマーを起動させるとともに、自身のフォールバック時間に応じて、時間ウィンドウで競争応答を始めて、ＲＳＳＩが大きいほど、フォールバック時間が小さくなり、タイマーのオーバーフロー時間が短くなり、演算式は以下の通りであり、

【数1】

ｔ_ｎがノードｎのフォールバック時間であり、ＲＳＳＩ_ｎがノードｎのＲＳＳＩであり、ＲＳＳＩ_ｍａｘが２つのノードの間の最大のＲＳＳＩであり、ｔ_ｈが所定の最大の遅延時間であり、単位がマイクロ秒である。

【0011】

さらに、ステップＳ４において、移動ノードが新たな親ノードを見つけるように、ＤＩＳメッセージをマルチキャストする場合、他のノードも相応的なＤＩＯメッセージを送信するから、分散型競争アルゴリズムの後、候補親ノードから送信されたＤＩＯメッセージに対して移動マークを行う必要があり、採用する方法は、ノードがＭＡＣ層でＤＩＯメッセージをパッケージする際、ＭＡＣフレーム制御ドメインの第８ビットをＤＩＯマークビットに配置することで、移動マークを有するＤＩＳメッセージのＤＩＯメッセージをマークし応答する。

【0012】

さらに、ステップＳ４において、全ての候補ノードは、そのタイマーがオーバーフローし中断が発生するまでに、計時過程でもモニタリング状態を保持し、ＲＳＳＩ値の最大の候補ノード（移動ノードとの前のリンクの品質が最もよいノード）は最初に計時を終了し、他の候補ノードは、移動マークを有するＤＩＯメッセージがモニタリングされた場合、計時を中断させるとともに、マークを有するＤＩＯメッセージを、移動ノードに返事せず、計時が終了するまでにマークを有するＤＩＯメッセージがモニタリングされなかった場合、該候補ノードが移動ノードに、マークを有するＤＩＯメッセージを返事する。

【0013】

さらに、ステップＳ４において、タイマーが終了した候補ノードは、ＤＩＯメッセージの応答権を競争して得て、まず、ＤＩＯメッセージをマークし、そして、該ＤＩＯメッセージを移動ノードにユニキャストする。該実施形態において、初期ＲＰＬプロトコルの、ＤＩＯメッセージに応答する方式と違って、該ステップにおいて、ネットワークの混雑を避けるように、Ｔｒｉｃｋｌｅタイマーをリセットしない。

【0014】

さらに、ステップＳ５において、前記切断ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎフォーマットは、タイプ説明ドメイン、長さ、切断リクエストマーク及び新たな親ノードＩＰｖ６アドレスを含み、ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ＝０ｘ０Ａである場合、該ＤＡＯメッセージが切断ＤＡＯメッセージとしてマークされることで、現在のリンクを切断するようにリクエストすることを示す。

【0015】

さらに、ステップＳ５において、前記接続ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎフォーマットは、タイプ説明ドメイン、長さ、接続リクエストマーク及び元の親ノードＩＰｖ６アドレスを含み、ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎ Ｔｙｐｅ＝０ｘ０Ｂである場合、該ＤＡＯメッセージが接続ＤＡＯメッセージとしてマークされることで、新たなリンクを構築するようにリクエストすることを示す。

【0016】

さらに、ステップＳ７において、キャッシュノードのＩＰｖ６アドレスを、データがキャッシュされる６ＬｏＷＰＡＮメッセージのキャッシュヘッドに配置することで形成された新たな６ＬｏＷＰＡＮキャッシュヘッドフォーマットは、ヘッドタイプ、フラグビット、ソースアドレスの長・短アドレスマークビット、目的アドレスの長・短アドレスマークビット、データパケットのソースＩＰｖ６アドレス、及びデータパケット目的ＩＰｖ６アドレスを含む。

【0017】

本発明の有益効果は以下の通りであり、
１）本発明、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークにおけるノード移動過程のリンク切替遅延を効果的に低減でき、ネットワークリンクの安定を保証し、ネットワークの確実性を向上させる。双方向リンクのＲＳＳＩ移動検出により、元のリンクを切断しない状況で、最適な親ノードを選択し、そして、改良後のＤＩＳ、ＤＡＯメッセージを介して候補ノードの遅延フォールバック及び最適な選択を完成させ、元のＲＰＬルーティングプロトコルと適合すると同時に、移動検出、最適な選択、移動切替という過程を完成させ、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークの移動切替過程の高遅延、高エネルギー消費という問題を効果的に解決する。

【0018】

２）本発明は、ＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークにおけるメッセージのエンドツーエンドの伝送の成功率を効果的に向上でき、ネットワークの伝送の確実性を向上させる。本発明は、移動ノードに送信されるデータのために、キャッシュアルゴリズムを設計し、データがキャッシュされた６ＬｏＷＰＡＮヘッドを補正することで、移動ノードが移動切替過程中、またはリンクの切替後で、切替前のデータを正常に受信できるように保証し、データの紛失を避ける。

【図面の簡単な説明】

【0019】

本発明の目的、技術案及び有益な効果をより明らかにするために、本発明は以下の図面を提供し説明する。

【図1】本発明に記載の移動管理方法のフロ一模式図である。

【図2】本発明に記載のＡＣＫフレームのフォーマット図である。

【図3】本発明に記載のＲＰＬプロトコルのＤＩＳメッセージフレームのフォーマット図である。

【図4】本発明に記載のＲＰＬプロトコルの、切断ＤＡＯメッセージフレームのフォーマット図である。

【図5】本発明に記載のＲＰＬプロトコルの、接続ＤＡＯメッセージフレームのフォーマット図である。

【図6】本発明に記載の６ＬｏＷＰＡＮヘッドフレームのフォーマット図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下は図面を結合し、本発明の好適な実施例を詳しく記載する。

【0021】

図１は、本発明に記載のＲＰＬルーティングプロトコルによるＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークノード移動管理方法のフロ一模式図であり、該方法は双方向リンクのＲＳＳＩに応じて、ノードの移動を検出し、移動マークを有するＤＩＳメッセージのマルチキャスト及びフォールバックアルゴリズムにより、最適な親ノードの選択を完成し、ネットワーク通信におけるデータのために、キャッシュアルゴリズムを設計し、データを新たな親ノードまたはルートノードにキャッシュし、６ＬｏＷＰＡＮメッセージヘッドを改めて設計する。図１に示すように、該ノード移動管理方法の具体的な実現過程は以下の通りであり、
Ｓｔｅｐ１：移動ノードを有するＩＰｖ６ワイヤレスセンサーネットワークにおいて、移動ノードがその親ノードにメッセージを送信した後、親ノードがメッセージを受信し、該リンクのＲＳＳＩを記録し、そして、記録したＲＳＳＩを対応するＡＣＫフレームペイロードに配置して、移動ノードに返事し、この場合、移動ノードが双方向通信リンクのＲＳＳＩを取得する。移動ノードが一定期間内で、親ノードとメッセージのインタラクティブを行わないと、ＲＳＳＩを取得するように、移動ノードがビーコンリクエストフレームを主動に送信する。

【0022】

Ｓｔｅｐ２：移動ノードが双方向通信リンクのＲＳＳＩを取得した後、平均値フィルタリング方法を介してＡＲＳＳＩを取得し、ＡＲＳＳＩと所定の閾値とを比較し、ＡＲＳＳＩが閾値より小さいと、ノードが移動しているとともに親ノードから離れていくと判定するが、この場合、移動ノードは現在のリンクをすぐ切断するのではない。さもなければ、ステップＳｔｅｐ１にジャンプする。

【0023】

Ｓｔｅｐ３：移動ノードは、自分が親ノードから離れていくと検出した後、周囲で新たな親ノードを見つけるように、移動マークを有するＤＩＳメッセージをマルチキャストする。

【0024】

Ｓｔｅｐ４：移動ノードの周囲にある非リーフノードは移動マークを有するＤＩＳメッセージを受信した後、各ノードがリクエストメッセージのＲＳＳＩ、及び分散型競争アルゴリズムに応じて、フォールバック時間を演算し、フォールバック時間に応じて、移動ノードに、マークを有するＤＩＯメッセージを返事する。

【0025】

即ち、非リーフノードがそれぞれのＲＳＳＩを取得し、各々ノードがＲＳＳＩ及び本方法による新たに設計された分散型競争アルゴリズムに応じて、フォールバック時間を演算し、フォールバック時間に応じて、移動ノードにＤＩＯメッセージを返事する。最大のＲＳＳＩを有するノードは最初に返事し、最初に返事するノードが最適な新たな親ノードであり、他のノードが、移動ノードに返事されたＤＩＯメッセージがあるとモニタリングした場合、自分のフォールバック過程をキャンセルし、移動ノードにＤＩＯメッセージを返事しない。該過程で、全てのノードは１つだけのＤＩＯメッセージを返事し、且つＴｒｉｃｋｌｅタイマーをリセットしない。

【0026】

分散型競争アルゴリズムは具体的に、候補ノードが移動マークを有するＤＩＳメッセージを受信した後、ＲＳＳＩに応じてそれぞれのフォールバック時間を演算し、内蔵タイマーを起動させるとともに、自身のフォールバック時間に応じて、時間ウィンドウで競争応答を始めて、ＲＳＳＩが大きいほど、フォールバック時間が小さくなり、タイマーのオーバーフロー時間が短くなり、演算式は以下の通りである。

【数2】

なお、ｔ_ｎがノードｎのフォールバック時間であり、ＲＳＳＩ_ｎがノードｎのＲＳＳＩであり、ＲＳＳＩ_ｍａｘが２つのノードの間の最大のＲＳＳＩであり、ｔ_ｈが設定の最大のフォールバック時間であり、単位がマイクロ秒である。

【0027】

ここで、移動ノードが新たな親ノードを見つけるように、ＤＩＳメッセージをマルチキャストする場合、候補ノードがＤＩＯメッセージを送信するだけでなく、他のノードも相応的にＤＩＯメッセージを送信するから、分散型競争アルゴリズム後、候補ノードから送信されたＤＩＯメッセージに対して移動マーキングを行う必要があり、具体的に、ノードがＭＡＣ層でＤＩＯメッセージをパッケージする際、ＭＡＣフレーム制御ドメインの第８ビットをＤＩＯマークビットに配置することで、移動マークを有するＤＩＳメッセージのＤＩＯメッセージをマーク応答する。

【0028】

また、ステップＳ４において、全ての候補ノードは計時過程でも、そのタイマーがオーバーフローし、中断が発生するまでに、モニタリング状態を保持し、ＲＳＳＩ値の最大の候補ノード（移動ノードとの前のリンクの品質が一番よいノード）は最初に計時を終了させる。他の候補ノードは、移動マークを有するＤＩＯメッセージがモニタリングされた場合、計時を中断させるとともに、マークを有するＤＩＯメッセージを、移動ノードに返事しなく、計時が終了するまでに、マークを有するＤＩＯメッセージがモニタリングされなかった場合、該候補ノードが移動ノードに、マークを有するＤＩＯメッセージを返事する。

【0029】

また、ステップＳ４において、タイマーが終了した候補ノードは、ＤＩＯメッセージの応答権を競争して得て、まず、ＤＩＯメッセージをマーキングし、そして、該ＤＩＯメッセージを移動ノードにユニキャストする。初期ＲＰＬプロトコルの、ＤＩＯメッセージに応答する方式と違って、該ステップにおいて、ネットワークの混雑を避けるように、Ｔｒｉｃｋｌｅタイマーをリセットしない。

【0030】

Ｓｔｅｐ５：移動ノードが新たな親ノードを見つけた後、切断ＤＡＯメッセージを元の親ノードに送信し、元のリンクを切断するとともに、古いルーティングテーブルを除去するようにリクエストし、そして、ＤＡＯメッセージを上位のノードに転送し、移動ノードに関連付けられた全てのルーティングエントリを削除し、その同時、接続ＤＡＯメッセージを新たな親ノードに送信し、新たな親ノードを接続するとともに、ルーティングテーブルを更新するようにリクエストし、そして、ＤＡＯメッセージを上位のノードに転送し、完全な通信パスを構築するまでである。

【0031】

Ｓｔｅｐ６：キャッシュ対象となるデータを確定し、移動ノードが元のリンクを切断した後、切断過程で、移動ノードに送信されるデータがないと、今回の移動管理過程が終了し、さもなければ、元の親ノードが、移動ノードに送信されるデータのために、キャッシュノードを見つけて、元の親ノードが切断ＤＡＯメッセージを受信した場合、移動ノードに送信されるデータを、新たな親ノードにキャッシュし、元の親ノードが他の原因で、切断ＤＡＯメッセージを受信していないと、データがネットワークのルートノードにキャッシュされる。

【0032】

Ｓｔｅｐ７：元の親ノードがキャッシュノードを確認した後、即ち、データのために、キャッシュ位置を見つけた後、キャッシュノードのＩＰｖ６アドレスを、データがキャッシュされた６ＬｏＷＰＡＮキャッシュヘッドに配置し、そして、データをキャッシュノードに転送しキャッシュする。

【0033】

Ｓｔｅｐ８：移動ノードが新たな親ノードに接続され、ネットワークルーティングテーブルを更新した後、キャッシュノードがキャッシュされたデータを移動ノードに送信し、今回の移動管理過程が終了する。

【0034】

図２は、本発明に記載のＡＣＫフレームペイロードのフォーマット図であり、ＡＣＫフレームのフォーマットの主なコンテンツは、フレーム制御ビット、シリアル番号、ＲＳＳＩ、ＦＣＳであり、そのうち、ＲＳＳＩの長さが８ビットである。

【0035】

図３は、本発明に記載のＲＰＬプロトコルのＤＩＳメッセージフレームのフォーマット図であり、移動マークを有するＤＩＳメッセージには、オプションのタイプ説明ドメイン（Ｔｙｐｅ）、オプションの長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、オプションの目的アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）が含まれる。ＤＩＳメッセージのＯｐｔｉｏｎは、値が０ｘ０Ａであり、長さが８ビットである１つのタイプ説明ドメインを有しなければならず、Ｌｅｎｇｔｈは改良されたＤＩＳＯｐｔｉｏｎのバイト数であり、長さが８ビットであり、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓは予備の目的アドレスビットであり、その長さが、長いアドレスまたは短いアドレスの長さにより決定される。

【0036】

図４は、本発明に記載のＲＰＬプロトコルの切断ＤＡＯメッセージフレームのフォーマット図であり、切断ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎには、オプションのタイプ説明ドメイン（Ｔｙｐｅ）、オプションの長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、切断リクエストマーク（Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｒｅｑ）、及び新たな親ノードアドレス（Ｎｅｗ Ｐａｒｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）が含まれ、Ｔｙｐｅ値が０ｘ０Ａであり、長さが８ビットであり、ＬｅｎｇｔｈはＯｐｔｉｏｎのバイト数であり、長さが８ビットであり、Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｒｅｑは元の接続されたフラグビットを切断するためのリクエストであり、長さが８ビットであり、Ｎｅｗ Ｐａｒｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓは新たな親ノードＩＰｖ６のアドレスであり、その長さが、長いアドレスまたは短いアドレスの長さにより決定される。

【0037】

図５は、本発明に記載のＲＰＬプロトコルの接続ＤＡＯメッセージフレームのフォーマット図であり、接続ＤＡＯメッセージのＯｐｔｉｏｎには、オプションのタイプ説明ドメイン（Ｔｙｐｅ）、オプションの長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、切断リクエストマーク（Ｃｏｎｎｅｃｔ Ｒｅｑ）、及び元の親ノードアドレス（Ｏｌｄ Ｐａｒｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓ）が含まれ、Ｔｙｐｅ値が０ｘ０Ｂであり、長さが８ビットであり、ＬｅｎｇｔｈはＯｐｔｉｏｎのバイト数であり、長さが８ビットであり、Ｃｏｎｎｅｃｔ Ｒｅｑは接続リクエストフラグビットであり、長さが８ビットであり、Ｏｌｄ Ｐａｒｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓは元の親ノードＩＰｖ６のアドレスであり、その長さが、長いアドレスまたは短いアドレスの長さにより決定される。

【0038】

図６は、本発明に記載の６ＬｏＷＰＡＮキャッシュヘッドフレームのフォーマット図であり、新たに設計された６ＬｏＷＰＡＮキャッシュヘッドには、ヘッドタイプ（ＨｅａｄＴｙｐｅ）、フラグビット（Ｆ）、ソースアドレスの長・短アドレスマークビット（Ｏ）、目的アドレスの長・短アドレスマークビット（Ｄ）、データパケットのソースＩＰｖ６アドレス（Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）、及びデータパケット目的ＩＰｖ６アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）が含まれる。Ｈｅａｄ Ｔｙｐｅの値が０ｘＦ０であり、長さが８ビットであり、Ｆ、Ｏ、Ｄの長さがそれぞれ１ビットであり、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓの長さが、長いアドレスまたは短いアドレスの長さにより決定される。

【0039】

最後に、以上の好適な実施例は、本発明の技術案を説明するためであり、本発明を限定しない。前記好適な実施例により、本発明を既に詳しく記載したが、当業者は、本発明の特許請求の範囲から逸脱しない上で形式及び細部で、いろんな変更をしてもよいことを理解すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】