專(zhuān)利名稱(chēng)：一種適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由領(lǐng)域，特別是涉及無(wú)線(xiàn)mesh網(wǎng)絡(luò)機(jī)會(huì)性路由的路由量度。
背景技術(shù)：
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(WirelessMeshNetwork，麗N)也稱(chēng)為多跳(multi-hop)網(wǎng)絡(luò)，其核心指導(dǎo)思想是讓無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送和接收信號(hào)。在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，任何無(wú)線(xiàn)設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為AP (AccessingPoint)和路由器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與一個(gè)或者多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。這種結(jié)構(gòu)的最大好處在于如果最近的AP由于流量過(guò)大而導(dǎo)致?lián)砣脑?huà)，那么數(shù)據(jù)可以自動(dòng)重新路由到一個(gè)通信流量較小的鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸。依此類(lèi)推，數(shù)據(jù)包還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況，繼續(xù)路由到與之最近的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，直到到達(dá)最終目的地為止，這樣的訪問(wèn)方式就是多跳訪問(wèn)。多跳訪問(wèn)方式使普通無(wú)線(xiàn)技術(shù)過(guò)去一直存在的可擴(kuò)充能力低和傳輸可靠性差等問(wèn)題迎刃而解。網(wǎng)絡(luò)中大量終端設(shè)備能自動(dòng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備自動(dòng)路由功能，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只和鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，因此是一種自組織、自管理的智能網(wǎng)絡(luò)，不需主干網(wǎng)即可構(gòu)筑富有彈性的網(wǎng)絡(luò)。
路由量度(RoutingMetric)是一組參數(shù)，通過(guò)它們一個(gè)路由選擇公式?jīng)Q定一個(gè)更優(yōu)的路由。每一種路由量度均從不同角度衡量了某種鏈路代價(jià)開(kāi)銷(xiāo)。當(dāng)進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)或路由維護(hù)時(shí)，均首先從路由表中判斷鄰居節(jié)點(diǎn)的路由量度值的大小，然后再選擇下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。目前典型的路由量度方法有以下幾種跳數(shù)量度(hopco皿t， Hops), Hops量度方法選擇總跳數(shù)最小的路徑作為數(shù)據(jù)傳輸路徑。單跳選路時(shí)，鏈路質(zhì)量的量度呈現(xiàn)出二進(jìn)制特性，鏈路或者存在，或者不存在。 單g兆往返時(shí)間量度(perhoproundtriptime， Per-RTT) ， Per-RTT量度方法是通過(guò)在相鄰節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送探測(cè)包，以此來(lái)測(cè)量探測(cè)包的往返時(shí)延，路由算法選擇單跳往返時(shí)間最小的路徑進(jìn)行傳輸。 期望的發(fā)包數(shù)(expectedtransmissioncount， ETX) ， ETX量度方法是發(fā)送節(jié)點(diǎn)通過(guò)定期發(fā)送廣播包測(cè)得其與鄰居節(jié)點(diǎn)之間正向及反向鏈路的包接受率，從而估計(jì)出要正確傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包所需重發(fā)的包的數(shù)量。路由算法選擇期望發(fā)包次數(shù)較小的鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一跳。 上述幾種路由量度方法的思想均是基于傳統(tǒng)路由方式，而忽略了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)機(jī)會(huì)性路由本身的特性。機(jī)會(huì)性路由，是指在數(shù)據(jù)包傳輸完成后再確定哪些接收到數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)成為路由的下一跳。在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，傳輸信道是無(wú)線(xiàn)的，數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋举|(zhì)是廣播，因此，處于該次傳輸?shù)陌l(fā)送節(jié)點(diǎn)和接受節(jié)點(diǎn)附近的其他節(jié)點(diǎn)都可以機(jī)會(huì)性地接收到此次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。對(duì)于傳統(tǒng)的路由方式，無(wú)線(xiàn)信道的廣播性使其在選路過(guò)程中產(chǎn)生了許多冗余鏈路，占用了大量網(wǎng)絡(luò)資源，而機(jī)會(huì)性路由則是從充分利用這些冗余鏈路的角度出發(fā)，在節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)
4發(fā)送出去之后，讓收到數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)都參與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，并根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的機(jī)會(huì)性接收情況來(lái)選擇合適的節(jié)點(diǎn)成為傳輸?shù)南乱惶?。因此，機(jī)會(huì)性路由勢(shì)必會(huì)對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸性能帶來(lái)較大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，其目的在于提供一種更加適用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，采用該路由量度方法確定數(shù)據(jù)傳輸路由，減少節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐率。 本發(fā)明以節(jié)點(diǎn)間機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)成功傳輸一個(gè)包所需要的最少傳輸次數(shù)ELT(ExpectedLeastTransmissions期望最少傳輸次數(shù))作為機(jī)會(huì)性路由量度，并基于此路由量度定義節(jié)點(diǎn)間距離，劃分上游節(jié)點(diǎn)和下游節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明包括如下步驟
第一步，對(duì)每個(gè)無(wú)線(xiàn)Mesh節(jié)點(diǎn)加載一個(gè)探測(cè)包隊(duì)列，并按照一定的時(shí)間間隔周期性發(fā)送探測(cè)包，同時(shí)接受其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的探測(cè)包，將所接收到探測(cè)包的發(fā)送點(diǎn)標(biāo)記為接受節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)檢測(cè)一段時(shí)間內(nèi)收到鄰居節(jié)點(diǎn)的探測(cè)包個(gè)數(shù)計(jì)算出節(jié)點(diǎn)間的前向包和反向包發(fā)送成功率。對(duì)無(wú)線(xiàn)任意一條鏈路A—B，節(jié)點(diǎn)A周期性地(周期設(shè)為(1+Y)秒，Y為(0，0. 1)之間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，稱(chēng)為震蕩時(shí)間)發(fā)送探測(cè)包給B。在B節(jié)點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)度為s的窗口 ，記錄在過(guò)去的s秒內(nèi)B成功接收到來(lái)自A節(jié)點(diǎn)探測(cè)包的次數(shù)c，并用c/s作為A—B鏈路前向包成功發(fā)送率。反之B節(jié)點(diǎn)周期性地發(fā)送探測(cè)包給A，同理可以求出A—B鏈路的反向包成功發(fā)送率。 所述前向包發(fā)送成功率是指某鄰居節(jié)點(diǎn)接受到本地節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包的概率。 所述反向包發(fā)送成功率是指本地接受到某鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包的概率。 第二步，根據(jù)第一步中所得的鏈路前向和反向包成功發(fā)送率，計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)對(duì)
其所有相鄰節(jié)點(diǎn)的發(fā)包成功率統(tǒng)計(jì)表，作為路由量度的初始依據(jù)。 所述發(fā)包成功率是指目的節(jié)點(diǎn)成功收到來(lái)自源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，且源節(jié)點(diǎn)成功接收到來(lái)自目的節(jié)點(diǎn)的ACK包的概率，所以發(fā)包成功率p等于前向包成功發(fā)送率pf與反向包成功發(fā)送率pr的乘積，即。 第三步，根據(jù)第二步中生成的發(fā)包成功率統(tǒng)計(jì)表，計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)到其所有相鄰節(jié)點(diǎn)的單跳鏈路ETX統(tǒng)計(jì)表。 所述ETX是指節(jié)點(diǎn)間沿最短路徑成功傳送一個(gè)探測(cè)包所需傳輸次數(shù)的預(yù)測(cè)值。不妨設(shè)本地節(jié)點(diǎn)到某一相鄰節(jié)點(diǎn)的發(fā)包成功率為P，那么單跳鏈路的ETX的公式為
第四步，根據(jù)第三步中生成的單跳鏈路ETX統(tǒng)計(jì)表，計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的ETX值，即到目的節(jié)點(diǎn)的鏈路中各段單跳鏈路ETX之和的最小值，并將這些節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的ETX升序排列，以此區(qū)分上、下游節(jié)點(diǎn)和距離的遠(yuǎn)近。按升序排序后的目的節(jié)點(diǎn)的序號(hào)為1，源節(jié)點(diǎn)的序號(hào)為n，則中間節(jié)點(diǎn)為2，3，4……n-l。那么源節(jié)點(diǎn)的下游節(jié)點(diǎn)集為{1，2，3 n-lh這里將節(jié)點(diǎn)集{1，2，3 n-l}簡(jiǎn)記為{n_l}。 所述上、下游節(jié)點(diǎn)是相對(duì)于傳輸過(guò)程中的目的節(jié)點(diǎn)而言的，用各節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的距離來(lái)區(qū)分，距離小的是下游節(jié)點(diǎn)，距離大的是上游節(jié)點(diǎn)。 所述到目的節(jié)點(diǎn)的距離依賴(lài)于采用的路由量度，不同的路由量度定義的距離是不同的。
第五步，根據(jù)第四步中得出的節(jié)點(diǎn)上下游關(guān)系，計(jì)算出本地節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送包的次 數(shù)，設(shè)為，以使得至少一個(gè)下游節(jié)點(diǎn)能夠收到其發(fā)送的包。對(duì)于某節(jié)點(diǎn)s，其下游節(jié)點(diǎn)集為 {1， 2……s-1}，先計(jì)算節(jié)點(diǎn)s的下游節(jié)點(diǎn)集中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到包的概率，記為，簡(jiǎn)記為。 則有，表示節(jié)點(diǎn)s到下游節(jié)點(diǎn)i之間的發(fā)包成功率。當(dāng)節(jié)點(diǎn)集只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)i時(shí)，；然后計(jì) 算，得到節(jié)點(diǎn)s成功傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包到下游節(jié)點(diǎn)集所需要的最少傳輸次數(shù)。
第六步，根據(jù)第四步中得出的節(jié)點(diǎn)上下游關(guān)系，計(jì)算出本地節(jié)點(diǎn)的下游節(jié)點(diǎn)集中 至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到包的情況下，數(shù)據(jù)包從收到包的下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)需要的轉(zhuǎn)發(fā) 次數(shù)。先計(jì)算節(jié)點(diǎn)s的下游節(jié)點(diǎn)k收到包的概率，，對(duì)于目的節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)序號(hào)k=l時(shí)，等于 節(jié)點(diǎn)s到目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包成功接收率，即；對(duì)于其他節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)序號(hào)大于1而小于s的 節(jié)點(diǎn)，，因此；然后計(jì)算讓下游節(jié)點(diǎn)集中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都參與傳輸時(shí)所需的總傳輸次數(shù)，該值采 用遞歸迭代算法，按照節(jié)點(diǎn)序號(hào)先計(jì)算出前面節(jié)點(diǎn)的ELT值，利用這些ELT值來(lái)計(jì)算；最后 得到從下游節(jié)點(diǎn)集成功傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)所需要的最少傳輸次數(shù)。 第七步，將第五步和第六步的結(jié)果相加，，得到本地節(jié)點(diǎn)的ELT值，即本地節(jié)點(diǎn)到 目的節(jié)點(diǎn)的期望最少傳輸次數(shù)，然后按各節(jié)點(diǎn)的ELT升序排列，以此確定最終的上、下游節(jié) 點(diǎn)關(guān)系。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果
1.提出一種適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中機(jī)會(huì)性路由的路由量度ELT，以源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié) 點(diǎn)間機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)成功傳輸一個(gè)包所需要的最少傳輸次數(shù)為定義節(jié)點(diǎn)間距離的路由判據(jù)， 充分考慮了無(wú)線(xiàn)鏈路存在的干擾及負(fù)載情況、以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹V播特性，因此與 Hops、ETX等傳統(tǒng)路由量度相比，減少了節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐率。
2.基于ELT定義節(jié)點(diǎn)間距離，劃分上游節(jié)點(diǎn)和下游節(jié)點(diǎn)，選擇出適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng) 機(jī)會(huì)性路由的最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集，充分利用網(wǎng)絡(luò)中空閑節(jié)點(diǎn)的傳輸能力來(lái)發(fā)揮機(jī)會(huì)性路由的 優(yōu)勢(shì)，讓網(wǎng)絡(luò)中收到數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)都參與轉(zhuǎn)發(fā)，因此與Hops、ETX等傳統(tǒng)路由量度相比更加 適合于機(jī)會(huì)性路由中機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集的選擇。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的流程圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)布置關(guān)系拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖1、2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為 前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于 下述的實(shí)施例。 本實(shí)施例以一個(gè)4層的教學(xué)樓為例，如圖2所示，節(jié)點(diǎn)布置在房間中， 一樓和四樓 均有一個(gè)房間布置了節(jié)點(diǎn)，分別為105室和410室，二樓和三樓均有兩個(gè)房間布置了節(jié)點(diǎn)， 分別為205室、210室和310室、315室。 當(dāng)前105室的某PC機(jī)想發(fā)送數(shù)據(jù)給410室，其步驟如下
第一步，對(duì)每個(gè)無(wú)線(xiàn)Mesh節(jié)點(diǎn)加載一個(gè)探測(cè)包隊(duì)列，并按照一定的時(shí)間間隔周期性發(fā)送探測(cè)包，同時(shí)接受其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的探測(cè)包，將所接收到探測(cè)包的發(fā)送點(diǎn)標(biāo)記 為接受節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)檢測(cè)一段時(shí)間內(nèi)收到鄰居節(jié)點(diǎn)的探測(cè)包個(gè)數(shù)計(jì)算出節(jié)點(diǎn)間 的前向包和反向包發(fā)送成功率。本實(shí)施例中作為檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的'210'(其他節(jié)點(diǎn)行為與其相 同)在第一步過(guò)程中發(fā)現(xiàn)'105'， '310'， '315'和'410'，并可以計(jì)算與之相鄰節(jié)點(diǎn)的前向 包發(fā)送成功率和反向包發(fā)送成功率。 第二步，根據(jù)第一步中所得的鏈路前向和反向包成功發(fā)送率，計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)對(duì) 其所有相鄰節(jié)點(diǎn)的發(fā)包成功率統(tǒng)計(jì)表，作為路由量度的初始依據(jù)。本實(shí)施例中'210'根據(jù) 與其鄰居節(jié)點(diǎn)'105'， '310'， '315'禾P'410'的前向包發(fā)送成功率和反向包發(fā)送成功率計(jì)算 出與他們之間的發(fā)包成功率，并記錄為發(fā)包成功率表，如'210'到'315'的前向包發(fā)送成功 率為0. 6，反向包發(fā)送成功率為0. 5，則他們之間的發(fā)包成功率為0. 6*0. 5=0. 3。
第三步，根據(jù)第二步中生成的發(fā)包成功率統(tǒng)計(jì)表，計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)到其所有相鄰 節(jié)點(diǎn)的單跳鏈路ETX統(tǒng)計(jì)表。本實(shí)施例中，'210'到其鄰居節(jié)點(diǎn)'105'， '310'， '315'和 '410'的單跳鏈路ETX表可以通過(guò)公式求得，如'210'到'315'的單跳。
第四步，根據(jù)第三步中生成的單跳鏈路ETX統(tǒng)計(jì)表，計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的 ETX值，并將這些節(jié)點(diǎn)按到目的節(jié)點(diǎn)的ETX升序排列，以此區(qū)分上、下游節(jié)點(diǎn)和距離的遠(yuǎn)近， ETX值越小表示距離目的節(jié)點(diǎn)越近。本實(shí)施例中，'210'到目的節(jié)點(diǎn)'410'的鏈路中，各鏈 路的ETX值之和如下
210—310—410 :
210—410 :
210—315—410 :
其他鏈路的ETX顯然會(huì)更大，因此就不一一列出了。通過(guò)比較，鏈路'210' — '415' 的ETX=2. 5為最小，因此'210'節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)'415'的ETX記為2. 5。
同樣，可得出其他節(jié)點(diǎn)的ETX :
節(jié)點(diǎn) 105205210310315410
ETX 4. 17 3. 33 2. 50 1. 25 2.00 0
按其升序排序?yàn)?{410， 310， 315， 210， 205， 105}。
第五步，根據(jù)第四步中得出的節(jié)點(diǎn)上下游關(guān)系，計(jì)算出本地節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送包的次 數(shù)，以使得至少一個(gè)下游節(jié)點(diǎn)能夠收到其發(fā)送的包。本實(shí)施例中，'210'節(jié)點(diǎn)的下游節(jié)點(diǎn)集 為{410，310，315}，根據(jù)可知該節(jié)點(diǎn)集接收到'210'發(fā)送的包的概率為，所以'210'節(jié)點(diǎn)成 功傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包到下游節(jié)點(diǎn)集所需最少傳輸次數(shù)為。 第六步，根據(jù)第四步中得出的節(jié)點(diǎn)上下游關(guān)系，計(jì)算出本地節(jié)點(diǎn)的下游節(jié)點(diǎn)集中 至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到包的情況下，數(shù)據(jù)包從收到包的下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)需要的轉(zhuǎn)發(fā) 次數(shù)。本實(shí)施例中，以'210'節(jié)點(diǎn)作為源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，下游節(jié)點(diǎn)集{410，310，315}中節(jié) 點(diǎn)k收到數(shù)據(jù)包的概率，那么有
q f ELT 4跳4 0. 4 0
3100.88 0.48 1.25
3150.916 0.036 2
所以，得到從下游節(jié)點(diǎn)集成功傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)所需要的最少傳輸次數(shù)。
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第七步，將第五步和第六步的結(jié)果相加，即得到本地節(jié)點(diǎn)的ELT值，即本地節(jié)點(diǎn)到 目的節(jié)點(diǎn)的期望最少傳輸次數(shù)，并按各節(jié)點(diǎn)的ELT升序排列，以此確定節(jié)點(diǎn)間的最終上下 游關(guān)系。本實(shí)施例中，'210'節(jié)點(diǎn)的ELT值為1. 09+0. 73=1. 82。同樣，得到其他節(jié)點(diǎn)的ELT 值
節(jié)點(diǎn) 410310315210205105
ELTO 1. 25 2. 00 1. 82 3. 33 3. 16
按ELT升序排序?yàn)閧410，310，210，315，105，205}，作為最終的上、下游節(jié)點(diǎn)關(guān)系。由此 可知，在本實(shí)施例中，源節(jié)點(diǎn)'105'發(fā)送數(shù)據(jù)后，'205'節(jié)點(diǎn)和'315'節(jié)點(diǎn)參與機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)， 當(dāng)'210'節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包后選擇新的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)'310'節(jié)點(diǎn)和'315'節(jié)點(diǎn)參與機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)。 因此在此例中，以ELT為路由量度選擇的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集是適合機(jī)會(huì)性路由的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì) 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，其特征在于，它以節(jié)點(diǎn)間機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)成功傳輸一個(gè)包所需要的最少傳輸次數(shù)ELT作為機(jī)會(huì)性路由量度，包括如下步驟第一步，對(duì)每個(gè)無(wú)線(xiàn)Mesh節(jié)點(diǎn)加載一個(gè)探測(cè)包隊(duì)列，并按照一定的時(shí)間間隔周期性發(fā)送探測(cè)包，同時(shí)接受其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的探測(cè)包，將所接收到探測(cè)包的發(fā)送點(diǎn)標(biāo)記為接受節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)檢測(cè)一段時(shí)間內(nèi)收到鄰居節(jié)點(diǎn)的探測(cè)包個(gè)數(shù)計(jì)算出節(jié)點(diǎn)間的前向包和反向包發(fā)送成功率；第二步，根據(jù)第一步中所得的鏈路前向和反向包成功發(fā)送率，計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)對(duì)其所有相鄰節(jié)點(diǎn)的發(fā)包成功率統(tǒng)計(jì)表，作為路由量度的初始依據(jù)；第三步，根據(jù)第二步中生成的發(fā)包成功率統(tǒng)計(jì)表，計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)到其所有相鄰節(jié)點(diǎn)的單跳鏈路ETX統(tǒng)計(jì)表，所述ETX是指節(jié)點(diǎn)間沿最短路徑成功傳送一個(gè)探測(cè)包所需傳輸次數(shù)的預(yù)測(cè)值； 第四步，根據(jù)第三步中生成的單跳鏈路ETX統(tǒng)計(jì)表，計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的ETX值，并將這些節(jié)點(diǎn)按到目的節(jié)點(diǎn)的ETX升序排列，以此區(qū)分上、下游節(jié)點(diǎn)和距離的遠(yuǎn)近，ETX值越小表示距離目的節(jié)點(diǎn)越近；第五步，根據(jù)第四步中得出的節(jié)點(diǎn)上下游關(guān)系，計(jì)算出本地節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送包的次數(shù)，以使得至少一個(gè)下游節(jié)點(diǎn)能夠收到其發(fā)送的包；第六步，根據(jù)第四步中得出的節(jié)點(diǎn)上下游關(guān)系，計(jì)算出本地節(jié)點(diǎn)的下游節(jié)點(diǎn)集中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到包的情況下，數(shù)據(jù)包從收到包的下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)需要的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)；第七步，將第五步和第六步的結(jié)果相加，即得到本地節(jié)點(diǎn)的ELT值，即本地節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的期望最少傳輸次數(shù)，并按各節(jié)點(diǎn)的ELT升序排列，以此確定節(jié)點(diǎn)間的最終上下游關(guān)系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，其特征是，第二步所述發(fā)包成功率是指目的節(jié)點(diǎn)成功收到來(lái)自源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，且源節(jié)點(diǎn)成功接收到來(lái)自目的節(jié)點(diǎn)的ACK包的概率，所以發(fā)包成功率p等于前向包成功發(fā)送率pf與反向包成功發(fā)送率pr的乘積，即J =
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，其特征是，在第三步中計(jì)算單跳鏈路的ETX的公式為<formula>formula see original document page 2</formula>式中，p為本地節(jié)點(diǎn)到某一相鄰節(jié)點(diǎn)的發(fā)包成功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，其特征是，第五步中，對(duì)于某節(jié)點(diǎn)s，其下游節(jié)點(diǎn)集為{1，2……s-lh節(jié)點(diǎn)s的下游節(jié)點(diǎn)集中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到包的概率，記為。
，簡(jiǎn)記為，，％_1}=i-n(1-a),表示節(jié)點(diǎn)s到下游節(jié)點(diǎn)i之間的發(fā)包成功率；節(jié)點(diǎn)s成功傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包到下游節(jié)點(diǎn)集所需要的最少傳輸次數(shù) - 1胸=——。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，其特征是，第六步中，出本地節(jié)點(diǎn)的下游節(jié)點(diǎn)集中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到包的情況下，數(shù)據(jù)包從收到包的下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)需要的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的計(jì)算方法為先計(jì)算節(jié)點(diǎn)S的下游節(jié)點(diǎn)k收到包的概率，對(duì)于目的節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)序號(hào)k=l時(shí)，/(。等于節(jié)點(diǎn)S到目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包成功接收率，即/化)=《W = A ;對(duì)于其他節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)序號(hào)大于1而小于s的節(jié)點(diǎn)，xM 、 ，因此/(t) = 1 %} =， ， ^ ;然后計(jì)算讓下游節(jié)點(diǎn)集中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都參與傳輸時(shí)所需的總傳輸次數(shù)^-"^￡￡7(^，該值采用遞歸迭代算法，按照節(jié)點(diǎn)序號(hào)先充<3計(jì)算出前面節(jié)點(diǎn)的ELT值，利用這些ELT值來(lái)計(jì)算；最后得到從下游節(jié)點(diǎn)集成功傳輸?shù)侥康娜?(i)虹r(i)節(jié)點(diǎn)所需要的最少傳輸次數(shù)I^) = i1^_。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，其特征是，所述第七步中，用公式虹r(s)z D(s)得到本地節(jié)點(diǎn)的ELT值。
全文摘要
本發(fā)明提出一種適合無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中機(jī)會(huì)性路由的路由量度方法，用于計(jì)算源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)成功傳輸一個(gè)包所需要的最少傳輸次數(shù)，并基于此路由量度定義節(jié)點(diǎn)間距離，劃分上游節(jié)點(diǎn)和下游節(jié)點(diǎn)。該方法充分考慮了機(jī)會(huì)性路由的廣播特性，利用網(wǎng)絡(luò)中空閑節(jié)點(diǎn)的傳輸能力，讓網(wǎng)絡(luò)中收到數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)都參與轉(zhuǎn)發(fā)，從而得到節(jié)點(diǎn)間按機(jī)會(huì)性路由方式轉(zhuǎn)發(fā)包時(shí)成功傳輸一個(gè)包所需要的最少傳輸次數(shù)。以最少傳輸次數(shù)為路由量度選出的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)和傳統(tǒng)路由量度相比更加適應(yīng)于機(jī)會(huì)性路由中機(jī)會(huì)性轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集的選擇。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101765143SQ201010125908
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者付逸斐, 華鵬, 石柯 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)