專利名稱：一種可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域的路由實現(xiàn)方法，具體地說，涉及的是一 種可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是指一種動態(tài)自組織、自我配置的具有路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能的多跳 無線網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(包括Mesh路由器和終端客戶節(jié)點)能夠自動組建成網(wǎng)絡(luò)且 維持網(wǎng)狀連接。因此，WMN在拓?fù)渖喜煌诩兇庖苿覣dhoc網(wǎng)絡(luò)，因為其路l-Jd 器節(jié)點位置相對固定或移動性較弱，基本上為靜態(tài)節(jié)點，且不會形成孤立拓?fù)洌?可以支持回程連接，業(yè)務(wù)也更多地表現(xiàn)為來往于因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)。此外，WMN 也區(qū)別于傳統(tǒng)的WLAN單跳的AP接入方式，可以支持可靠、多跳路由和轉(zhuǎn)發(fā)， 換句話說，擁有比移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)和WLAN更靈活的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。不同于移動Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的對等業(yè)務(wù)模式，WMN業(yè)務(wù)匯聚于Mesh路由器/網(wǎng)關(guān)，容易造成局部 網(wǎng)絡(luò)擁塞，使得很難維護網(wǎng)絡(luò)全局最優(yōu)路由，所以路山問題尤其關(guān)鍵。路由協(xié)議 必須能夠適應(yīng)這種特殊的變化才能促進傳統(tǒng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)和WLAN大規(guī)模成功商 用和配置。
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，而基于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由僅考慮"最 短路徑"路由選擇機制，忽略了該路徑上的業(yè)務(wù)通信量，無法感知用戶的QoS需 求和傳輸?shù)墓叫?，這就有可能使得網(wǎng)絡(luò)中(特別是基于802.11的網(wǎng)絡(luò))業(yè)務(wù)流過 于集中于某些節(jié)點和鏈路，形成一些"擁塞中心區(qū)域"，在這些區(qū)域中的節(jié)點特 別繁忙，要為多條數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，而周圍區(qū)域節(jié)點卻由于經(jīng)過的通信量很少 而相對空閑。這樣就有可能導(dǎo)致經(jīng)過"擁塞中心區(qū)域"的數(shù)據(jù)包經(jīng)歷嚴(yán)重的延遲 或丟失。不同于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)，由于特殊的因特網(wǎng)接入網(wǎng)屬性，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的 擁塞控制問題顯得更為突出。此外，對于有些能量受限的部分節(jié)點，由于負(fù)載過 重，能量快速衰竭而使得傳輸崩潰，而此時周圍空閑區(qū)域的節(jié)點卻沒有業(yè)務(wù)，導(dǎo) 致網(wǎng)絡(luò)容量分配的極端不公平，嚴(yán)重地影響網(wǎng)絡(luò)的性能。
另外，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計的方法，即將路由、調(diào)度等分開設(shè)計，對于 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)來說，并不是有效的設(shè)計方法。這主要是由于鏈路之間干擾會產(chǎn)生 相互的影響， 一條鏈路的路由選擇或帶寬容量分配會影響到它周圍其他相干鏈路 的性能，并且忽略了無線網(wǎng)絡(luò)中普遍存在的衰落和重傳等因素。而且傳統(tǒng)的路由 協(xié)議存在很多不足，例如無法有效地抑制擁塞現(xiàn)象、多業(yè)務(wù)流傳輸?shù)墓叫院懿睢?br> 5頁
不能有效地均衡網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載等等。因此，可以利用跨層設(shè)計的思想來設(shè)計新的 路由實現(xiàn)方法，從而進一歩提高無線Mesh的性能。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種可感知擁塞的 跨層路由實現(xiàn)方法，較好地解輕無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中不能有效地均衡網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載和 多業(yè)務(wù)流傳輸?shù)墓叫院懿畹膯栴}，通過路由發(fā)現(xiàn)過程可獲得路徑的期望傳輸成 功率和路徑的剩余負(fù)載率，對這兩種路徑質(zhì)量信息進行整合形成路由決策函數(shù)， 根據(jù)該路由決策函數(shù)來選擇最佳路由，以使網(wǎng)絡(luò)性能在總體上達(dá)到最優(yōu)。
技術(shù)方案本發(fā)明的一種可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法包括如下歩驟
第一歩源節(jié)點發(fā)送路由請求，該請求包括該廣播路由請求的生命周期、包 序號信息與目的地址信息，該路由請求的包頭中增加路徑的期望傳輸成功率域和 路徑的剩余負(fù)載率域，
第二歩中間節(jié)點收到該路由請求后，首先更新該路由請求所攜帶路徑的期 望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域，然后判斷本節(jié)點是否應(yīng)該忽略該路由請 求，判斷的項目包括包序號、路徑優(yōu)劣、節(jié)點自身資源是否過載與生命周期是否 到期等，如果不滿足就丟棄該路由請求，
第三歩如果中間節(jié)點不丟棄該路由請求就判斷是否能進行緩存回復(fù)；若從 緩存中找到到達(dá)目的節(jié)點的路徑，則判斷是否應(yīng)該把該路徑返回給源節(jié)點；判斷 的依據(jù)為緩存路由的路由決策函數(shù)是否比路由請求所攜帶的路徑的路由決策函數(shù) 更好；若是，則返回該路徑；否則，放棄緩存回復(fù)；通過判斷，最后決定是轉(zhuǎn)發(fā) 該路由請求還是回復(fù)源節(jié)點，或者丟棄該請求，
第四歩目的節(jié)點收到路由請求后，首先更新路徑的期望傳輸成功率域和路 徑的剩余負(fù)載率域，再進行路由回復(fù)；路由回復(fù)時，把路由請求中所攜帶的路徑 和路徑質(zhì)量信息如路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域復(fù)制到路由回 復(fù)數(shù)據(jù)包中，通過路由回復(fù)把路徑質(zhì)量信息攜帶回源節(jié)點；當(dāng)目的節(jié)點連續(xù)收到 多個路由請求時，如果通過路由決策數(shù)驗證了當(dāng)前路由請求所攜帶的路徑比已轉(zhuǎn) 發(fā)過的路徑更優(yōu)，節(jié)點將再次進行路由回復(fù)，否則丟棄該路由請求，
第五步源節(jié)點通過路由回復(fù)即可獲得所需路徑與路徑質(zhì)量信息，節(jié)點將路 徑以及路徑質(zhì)量信息添加到路由緩存中，并査看數(shù)據(jù)緩存中是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。
所述的源節(jié)點是向目標(biāo)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包的發(fā)送節(jié)點，它在分組的包頭中加入 了通向目標(biāo)節(jié)點的中間跳的序列；通過査找存放先前學(xué)習(xí)到的路由的"路由緩存 區(qū)"來獲得合適的源路徑，如果沒有找到合適的路徑，就啟動路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議來動 態(tài)査找通向目標(biāo)節(jié)點的新的路徑。
所述的發(fā)送路由請求是指當(dāng)節(jié)點需要將數(shù)據(jù)包傳輸給另一個節(jié)點，但是在路由表中沒有到達(dá)目的節(jié)點的路由信息的時候，節(jié)點會向外泛洪一個路由請求，即 向周圍的所有鄰居節(jié)點詢問到達(dá)目的節(jié)點的路由信息，收到請求的節(jié)點如果知道 到達(dá)目的節(jié)點的信息，就會將數(shù)據(jù)包傳回，如果不知道，就會將這個請求繼續(xù)發(fā) 送，并將自己放入到這個請求包的源路由中，使得之后的節(jié)點能夠知道這個數(shù)據(jù) 包經(jīng)過了哪些節(jié)點，同時，每個節(jié)點也根據(jù)之前的數(shù)據(jù)，獲知了自己到達(dá)源節(jié)點 的最優(yōu)路徑。
所述的泛洪是指某一個節(jié)點向周圍廣播發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，所有能收到這個數(shù) 據(jù)包的節(jié)點向自己的周圍廣播發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包，直到網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點最終收 到這個數(shù)據(jù)包。
所述的第一步中路徑的期望傳輸成功率的獲取方法為-
a) 計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的某鏈路的一端節(jié)點i到該鏈路的另一端 節(jié)點j的鏈路成功發(fā)送第k個包的重傳次數(shù)
b) 計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的某鏈路的一端節(jié)點i成功發(fā)送第k個包到
2
該鏈路的另 一端節(jié)點j的期望傳輸成功率g, (A) = 1
，)+ 2 ，) + 2
(0計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的期望傳輸成功率￡7^/3= fl &
所述的第一歩中路徑的剩余負(fù)載率的獲取方法為.-a)計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑中某節(jié)點i的剩余負(fù)載率A =i—4
及
徑
b)計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的剩余負(fù)載率、-min(i:,)，它是這條路1: 上除去源節(jié)點和目的節(jié)點后，剩余節(jié)點的最小剩余負(fù)載率；
路徑的剩余負(fù)載率越大說明這條路徑越空閑，可接受的負(fù)載能力越強，數(shù)據(jù) 分組從此路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的成功機率也就越大。
所述的第三歩中緩存回復(fù)是指每一個節(jié)點都包括一個緩存器，存放最近學(xué)習(xí) 到的和用過的路由信息，當(dāng)一個節(jié)點收到路由請求消息后，若自己不是目標(biāo)節(jié)點， 就會在自己的路由記錄中査詢是否有到達(dá)目的節(jié)點的路由；若有，節(jié)點就會向源 節(jié)點發(fā)送一個路由應(yīng)答消息，而不再對路由請求消息進行轉(zhuǎn)發(fā)；在路由應(yīng)答中， 將路由請求消息中的路由記錄和該節(jié)點到目的節(jié)點的路由進行合并，發(fā)送給源節(jié) 點。
所述的第三歩中路由決策函數(shù)是考慮了路徑的期望傳輸成功率和路徑的剩余
負(fù)載率最大化的原則的路由判據(jù)，形式上采用凸優(yōu)化組合方法
COST(E7^, Zp"max(-X )X 、)。
路徑的期望傳輸成功率是通過對每條鏈路的RTS/DATA的重傳次數(shù)進行統(tǒng)
7計，可以對路徑的擁塞情況和信道狀況進行很好的估計；路徑的期望傳輸成功率 越大，說明這條路徑相對來說擁塞越輕，信道狀況越好，數(shù)據(jù)分組從此路徑轉(zhuǎn)發(fā) 數(shù)據(jù)就越能有效避開網(wǎng)絡(luò)中的"擁塞中心區(qū)域"。
所述的路由實現(xiàn)是根據(jù)路由決策函數(shù)來決策路由的，源節(jié)點是對所有找到的 路由進行選擇，且選擇路由決策函數(shù)值最大的一條路由，路徑的路由決策函數(shù)越 大，選擇的路由越能有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞中心區(qū)節(jié)點，減少擁塞進一歩加劇的可能。
有益效果較好地解決無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中不能有效地均衡網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載問題 以及多業(yè)務(wù)流傳輸?shù)墓叫院懿畹膯栴}，使得數(shù)據(jù)流可以避丌無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的 "擁塞中心區(qū)域"，減少包的丟失，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，明顯地改善網(wǎng)絡(luò)延時， 滿足了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡的要求，改善了多業(yè)務(wù)流傳輸?shù)墓叫院懿畹膯?題。


圖l是具有七個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成的Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。其中A、 B、 C、 D、
E、 F、 G均表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，A為源節(jié)點，B、 C、 D既為源節(jié)點又為目的節(jié)點，E、
F、 G為目的節(jié)點。
具體實施例方式
第一步源節(jié)點發(fā)送路由請求。
a) 源節(jié)點的路由請求的包頭中增加路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù) 載率域；
b) 源節(jié)點廣播該路由請求； 第二歩中間節(jié)點的處理過程
a) 中間節(jié)點接收路由請求；
b) 更新該路由請求所攜帶路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域； C)判斷本節(jié)點是否應(yīng)該忽略該路由請求，判斷的項目包括包序號、路徑優(yōu)劣、
節(jié)點自身資源是否過載與TTL是否到期等；
d) 判斷是否能進行緩存回復(fù)，若從緩存中找到到達(dá)目的節(jié)點的路徑，則判斷 是否應(yīng)該把該路徑返回給源節(jié)點。判斷的依據(jù)為緩存路由的路由決策函數(shù) 是否比路由請求所攜帶的路徑的路由決策函數(shù)更好，若是，則返回該路徑； 否則，放棄緩存回復(fù)；
e) 通過判斷，最后決定是轉(zhuǎn)發(fā)該路由請求還是回復(fù)源節(jié)點，或者丟棄該請求。 第三歩目的節(jié)點的處理過程。
a) 接收路由請求；
b) 更新路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域；C)調(diào)用相關(guān)過程進行路由回復(fù)。路由回復(fù)時，把路由請求中所攜帶的路徑和 路徑質(zhì)量信息(路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率)域復(fù)制到 路由回復(fù)數(shù)據(jù)包中，通過路由回復(fù)把路徑質(zhì)量信息攜帶回源節(jié)點。當(dāng)目的 節(jié)點連續(xù)收到多個路由請求時，如果通過路由決策數(shù)驗證了當(dāng)前路由請求 所攜帶的路徑比己轉(zhuǎn)發(fā)過的路徑更優(yōu)，節(jié)點將再次進行路由回復(fù)，否則丟 棄該路由請求。
第四歩源節(jié)點收到路由回復(fù)的處理過程。
a) 通過路由回復(fù)獲得所需路徑與路徑質(zhì)量信息；
b) 源節(jié)點將路徑以及路徑質(zhì)量信息添加到路山緩存中；
C)查看數(shù)據(jù)緩存中是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，有數(shù)據(jù)要發(fā)送就發(fā)送數(shù)據(jù)。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明方法做進一歩說明。
圖1中以A、 B、 C、 D、 E、 F、 G七個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點所組成的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)為例， 假設(shè)有以下三條數(shù)據(jù)流
A—>F， A為源節(jié)點，F(xiàn)為目的節(jié)點 A—>E， A為源節(jié)點，E為目的節(jié)點 A—>G， A為源節(jié)點，G為目的節(jié)點
對于A到F的路由選擇來說，A-D-F雖然只有兩跳，符合最小跳數(shù)選路原則， 但是由于節(jié)點A要與E， F， G節(jié)點通信必須通過節(jié)點D進行周轉(zhuǎn)，因此節(jié)點D就 成為擁塞中心節(jié)點，A-D-F會造成A到F的數(shù)據(jù)包大量丟失或經(jīng)歷嚴(yán)重的延遲， 不能有效地均衡網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載和多業(yè)務(wù)流傳輸?shù)墓叫院懿?，利用本發(fā)明的算 法可以解決此問題。
本發(fā)明的具體操作如下；
1、 源節(jié)點A廣播路由請求分組，該路由請求的包頭中增加了路徑的期望傳輸 成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域并且包括該廣播路由請求的生命周期TTL(一般為 跳數(shù)限制)、包序號信息與目的地址等信息。
2、 節(jié)點A的鄰節(jié)點B、 D接收到該路由請求后，更新各自所接收的路由請求中 所攜帶的路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域。
3、 然后節(jié)點B、 D判斷它們是否應(yīng)該忽略該路由請求，如果該路由請求的包 序號不正確、節(jié)點自身資源已過載與TTL已到期，則丟棄該路由請求。
4、 節(jié)點B、 D不丟棄該路由請求就繼續(xù)判斷它們是否能進行緩存回復(fù)，假設(shè) 節(jié)點B的緩存中存在到達(dá)目的節(jié)點F的路徑，而且該路徑的路由代價函數(shù)值比路由 請求所攜帶的路徑的路由決策函數(shù)更好，則節(jié)點B將該緩存路徑進行路由回復(fù)給源 節(jié)點A，否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)路由請求。
5、 目的節(jié)點F收到該路由請求后，首先更新路徑的期望傳輸成功率域和路徑 的剩余負(fù)載率域，再調(diào)用相關(guān)過程進行路由回復(fù)。6、 假設(shè)目的節(jié)點F先收到來自節(jié)點D的路由請求，則把來自節(jié)點D的路由請求中所攜帶的路徑和路徑質(zhì)量信息(路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率)域復(fù)制到路由回復(fù)數(shù)據(jù)包中，通過路由回復(fù)把路徑質(zhì)量信息攜帶回源節(jié)點。
7、 如果目的節(jié)點F后續(xù)又收到來自節(jié)點C的路由請求，如果A-B-C-F這條路徑的路由決策函數(shù)值比A-D-F的路由決策函數(shù)值大，節(jié)點F將再次進行路由回復(fù)。
8、 源節(jié)點A將A-D-F和A-B-C-F的路徑和該路徑的質(zhì)量信息添加到自己的緩存中，查看數(shù)據(jù)緩存中是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。如果有數(shù)據(jù)要發(fā)送就選擇路由決策函數(shù)最大的那條路徑A-B-C-F來發(fā)送數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征在于該方法包括如下步驟第一步源節(jié)點發(fā)送路由請求，該請求包括該廣播路由請求的生命周期、包序號信息與目的地址信息，該路由請求的包頭中增加路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域，第二步中間節(jié)點收到該路由請求后，首先更新該路由請求所攜帶路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域，然后判斷本節(jié)點是否應(yīng)該忽略該路由請求，判斷的項目包括包序號、路徑優(yōu)劣、節(jié)點自身資源是否過載與生命周期是否到期等，如果不滿足就丟棄該路由請求，第三步如果中間節(jié)點不丟棄該路由請求就判斷是否能進行緩存回復(fù)；若從緩存中找到到達(dá)目的節(jié)點的路徑，則判斷是否應(yīng)該把該路徑返回給源節(jié)點；判斷的依據(jù)為緩存路由的路由決策函數(shù)是否比路由請求所攜帶的路徑的路由決策函數(shù)更好；若是，則返回該路徑；否則，放棄緩存回復(fù)；通過判斷，最后決定是轉(zhuǎn)發(fā)該路由請求還是回復(fù)源節(jié)點，或者丟棄該請求，第四步目的節(jié)點收到路由請求后，首先更新路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域，再進行路由回復(fù)；路由回復(fù)時，把路由請求中所攜帶的路徑和路徑質(zhì)量信息如路徑的期望傳輸成功率域和路徑的剩余負(fù)載率域復(fù)制到路由回復(fù)數(shù)據(jù)包中，通過路由回復(fù)把路徑質(zhì)量信息攜帶回源節(jié)點；當(dāng)目的節(jié)點連續(xù)收到多個路由請求時，如果通過路由決策數(shù)驗證了當(dāng)前路由請求所攜帶的路徑比已轉(zhuǎn)發(fā)過的路徑更優(yōu)，節(jié)點將再次進行路由回復(fù)，否則丟棄該路由請求，第五步源節(jié)點通過路由回復(fù)即可獲得所需路徑與路徑質(zhì)量信息，節(jié)點將路徑以及路徑質(zhì)量信息添加到路由緩存中，并查看數(shù)據(jù)緩存中是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是，所述的 源節(jié)點是向目標(biāo)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包的發(fā)送節(jié)點，它在分組的包頭中加入了通向目標(biāo) 節(jié)點的中間跳的序列；通過査找存放先前學(xué)習(xí)到的路由的"路由緩存區(qū)"來獲得 合適的源路徑，如果沒有找到合適的路徑，就啟動路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議來動態(tài)查找通向 目標(biāo)節(jié)點的新的路徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是，所述的 發(fā)送路由請求是指當(dāng)節(jié)點需要將數(shù)據(jù)包傳輸給另一個節(jié)點，但是在路由表中沒有到達(dá)目的節(jié)點的路由信息的時候，節(jié)點會向外泛洪一個路由請求，即向周圍的所 有鄰居節(jié)點詢問到達(dá)目的節(jié)點的路由信息，收到請求的節(jié)點如果知道到達(dá)目的節(jié) 點的信息，就會將數(shù)據(jù)包傳回，如果不知道，就會將這個請求繼續(xù)發(fā)送，并將自 己放入到這個請求包的源路由中，使得之后的節(jié)點能夠知道這個數(shù)據(jù)包經(jīng)過了哪 些節(jié)點，同時，每個節(jié)點也根據(jù)之前的數(shù)據(jù)，獲知了自己到達(dá)源節(jié)點的最優(yōu)路徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是所述的泛 洪是指某一個節(jié)點向周圍廣播發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，所有能收到這個數(shù)據(jù)包的節(jié)點向 自己的周圍廣播發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包，直到網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點最終收到這個數(shù)據(jù)包。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是，所述的 第一步中路徑的期望傳輸成功率的獲取方法為a) 計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的某鏈路的一端節(jié)點i到該鏈路的另一端節(jié)點j的鏈路成功發(fā)送第k個包的重傳次數(shù)b) 計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的某鏈路的一端節(jié)點i成功發(fā)送第k個包到該鏈路的另一端節(jié)點j的期望傳輸成功率￡v(/c) = 1 -~="、 ，)+ 2 ，) + 2。計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的期望傳輸成功率￡7^^= fj & 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可感知擁塞的跨層路tJd實現(xiàn)方法，其特征是，所述的第一步中路徑的剩余負(fù)載率的獲取方法為a) 計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑中某節(jié)點i的剩余負(fù)載率丄,b) 計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑的剩余負(fù)載率、=minOL,)，它是這條路徑上除去源節(jié)點和目的節(jié)點后，剩余節(jié)點的最小剩余負(fù)載率；路徑的剩余負(fù)載率越大說明這條路徑越空閑，可接受的負(fù)載能力越強，數(shù)據(jù) 分組從此路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的成功機率也就越大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是，所述的 第三步中緩存回復(fù)是指每一個節(jié)點都包括一個緩存器，存放最近學(xué)習(xí)到的和用過 的路由信息，當(dāng)一個節(jié)點收到路由請求消息后，若自己不是目標(biāo)節(jié)點，就會在自己的路由記錄中査詢是否有到達(dá)目的節(jié)點的路由；若有，節(jié)點就會向源節(jié)點發(fā)送 一個路由應(yīng)答消息，而不再對路由請求消息進行轉(zhuǎn)發(fā)；在路由應(yīng)答中，將路由請 求消息中的路由記錄和該節(jié)點到目的節(jié)點的路由進行合并，發(fā)送給源節(jié)點。
8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是，所述 的第三歩中路由決策函數(shù)是考慮了路徑的期望傳輸成功率和路徑的剩余負(fù)載率最 大化的原則的路由判據(jù)，形式上采用凸優(yōu)化組合方法
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是，路徑 的期望傳輸成功率是通過對每條鏈路的RTS/DATA的重傳次數(shù)進行統(tǒng)計，可以對 路徑的擁塞情況和信道狀況進行很好的估計；路徑的期望傳輸成功率越大，說明 這條路徑相對來說擁塞越輕，信道狀況越好，數(shù)據(jù)分組從此路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)就越能 有效避丌網(wǎng)絡(luò)中的"擁塞中心區(qū)域"。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法，其特征是，所述 的路由實現(xiàn)是根據(jù)路由決策函數(shù)來決策路由的，源節(jié)點是對所有找到的路由進行 選擇，且選擇路由決策函數(shù)值最大的一條路由，路徑的路由決策函數(shù)越大，選擇 的路由越能有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞中心區(qū)節(jié)點，減少擁塞進一歩加劇的可能。
全文摘要
一種可感知擁塞的跨層路由實現(xiàn)方法適用于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議實現(xiàn)方法，該方法通過跨層設(shè)計為網(wǎng)絡(luò)層提供從MAC層獲得的可以感知網(wǎng)絡(luò)擁塞情況的兩個質(zhì)量信息感知鏈路擁塞的期望傳輸成功率和感知節(jié)點擁塞的剩余負(fù)載率，通過路由發(fā)現(xiàn)過程可獲得路徑的期望傳輸成功率和路徑的剩余負(fù)載率，并對這兩種路徑質(zhì)量信息進行整合形成路由決策函數(shù)，根據(jù)該路由決策函數(shù)來決策路由。本發(fā)明解決了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中不能有效地均衡網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載和多業(yè)務(wù)流傳輸?shù)墓叫院懿畹膯栴}。
文檔編號H04L12/56GK101674630SQ20091003549
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者峰 劉, 朱秀昌, 顧曉燕 申請人:南京郵電大學(xué)