專利名稱：鏈路質(zhì)量評估方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡測試領域，特別涉及一種鏈路質(zhì)量評估方法和裝置。
背景技術：
隨著WSN(Wireless Sensor Network，無線傳感器網(wǎng)絡)的發(fā)展，其被廣泛應用于 環(huán)境監(jiān)測、目標跟蹤、入侵檢測、交通控制和智能家居等軍用或民用領域。由于網(wǎng)絡無線鏈 路容易受環(huán)境影響產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，造成鏈路質(zhì)量的不穩(wěn)定。在實際應用中，準確有效地 評估出無線鏈路質(zhì)量對提高整個無線通信網(wǎng)絡的可靠性和有效性具有十分重要的作用，并 且對網(wǎng)絡拓撲控制、路由協(xié)議、功率控制和定位等技術的設計有重要影響。無線傳感器網(wǎng)絡 鏈路質(zhì)量與網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)包傳輸沖突大大相關，因此，PRR(Packet Reception Ratio，數(shù)據(jù) 包正確接收率)指標能直接反映網(wǎng)絡的鏈路質(zhì)量狀態(tài)，被廣泛地用于鏈路質(zhì)量評估，其具 體評估方式包括在網(wǎng)絡中，通過發(fā)送大量的Hello報文消息，以獲取PRR值。然而，由于大 量Hello報文造成的時延影響，PRR值并不能快速及時地反映鏈路質(zhì)量的變化。同時，發(fā)送 大量的Hello報文消息也加重了能量消耗與網(wǎng)絡負載，這對低能量和低帶寬的WSN具有致 命影響?；赑RR指標評估方法的這一不足，其他若干鏈路指標(如鏈路質(zhì)量標識LQI、接 收信號強度標識RSSI)被用于評估鏈路質(zhì)量以代替PRR指標，目標是使用最少的評估開銷 (如時間、能量)對鏈路質(zhì)量進行評估，且精確度接近PRR，即與PRR有較高的相關性。其中， 相關性是通過相關系數(shù)來衡量的，相關系數(shù)的取值范圍為(-1，+1)，相關系數(shù)越接近于1，表 明兩隨機變量相關程度越高，即該鏈路指標對鏈路質(zhì)量的評估越接近于PRR，評估越準確。現(xiàn)階段，大量的傳感節(jié)點使用LQI (Link Quality hdicator，鏈路質(zhì)量標識)來反 映瞬時鏈路質(zhì)量。節(jié)點的物理層在每次成功接收的數(shù)據(jù)包中可以提取LQI值，其實現(xiàn)簡單。 現(xiàn)有很多的研究已經(jīng)考慮了將LQI作為鏈路質(zhì)量評估指標的問題，并考慮在單個數(shù)據(jù)包傳 輸情況下LQI的穩(wěn)定性。研究表明，在傳輸幾百個數(shù)據(jù)包情況下，LQI能對鏈路質(zhì)量提供比 較精確的估計，同時在不同采樣頻率(窗口)下LQI與PRR具有不同的相關性。在對現(xiàn)有技術進行分析后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少具有如下缺點使用LQI做評估指標對鏈路進行評估，其評估效果同采樣窗口大小關系密切，選 用一段時間(采樣窗口)內(nèi)的LQI均值來描述鏈路質(zhì)量，即對接收到的所有數(shù)據(jù)包分成若 干組，每一組內(nèi)的數(shù)據(jù)包的個數(shù)為m(即采樣窗口大小)，在每一組內(nèi)計算數(shù)據(jù)包的LQI均 值。一般來說，采樣窗口越大，計算的鏈路質(zhì)量結果越準確，但是時延越長。在現(xiàn)有技術中， 計算LQI均值時，使用的窗口大小一般是120。當采樣窗口較小(小于120)時，LQI均值與 PRR的相關性比較低，無法對鏈路質(zhì)量做出較為準確的判斷。因此，采用LQI均值指標只能 準確評估較長時間的鏈路質(zhì)量的平均情況，不能及時反映鏈路的瞬時狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種鏈路質(zhì)量評估方法和裝置。所述技術方案如下
一種鏈路質(zhì)量評估方法，包括獲取鏈路上預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識；根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi) 的鏈路質(zhì)量偏移率，所述鏈路質(zhì)量偏移率為數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識變化率；根據(jù)所述鏈路質(zhì)量偏移率與預設閾值，對所述鏈路質(zhì)量進行評估。一種鏈路質(zhì)量評估裝置，包括鏈路質(zhì)量標識獲取模塊，用于獲取鏈路上預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量 標識；鏈路質(zhì)量偏移率獲取模塊，用于根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量 標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，所述鏈路質(zhì)量偏移率為數(shù)據(jù)包的鏈路 質(zhì)量標識變化率；評估模塊，用于根據(jù)所述鏈路質(zhì)量偏移率與預設閾值，對所述鏈路質(zhì)量進行評估。一種無線路由器，所述無線路由器包括上述的鏈路質(zhì)量評估裝置。本發(fā)明實施例提供的技術方案的有益效果是通過獲取預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，并根據(jù)該質(zhì)量偏移率對無線傳感網(wǎng) 絡鏈路質(zhì)量進行評估，相較于現(xiàn)有技術的方法，與PRR有更好的相關性，也能更穩(wěn)定精準的 表征鏈路質(zhì)量，且無論窗口大小，鏈路質(zhì)量偏移率與PRR的相關性均大于LQI均值與PRR的 相關性，對鏈路質(zhì)量的判斷更加準確，能夠快速準確的估計傳感器網(wǎng)絡無線鏈路的質(zhì)量狀 況，具有良好的及時性和有效性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估方法一個實施例的流程圖；圖2是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估方法另一個實施例的流程圖；圖3是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估方法另一個實施例的流程圖；圖4是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估方法另一個實施例的流程圖；圖5是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估裝置一個實施例的結構示意圖；圖6是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估裝置一個實施例的結構示意圖；圖7是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估裝置一個實施例的結構示意圖；圖8是本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估裝置一個實施例的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。圖1為本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估方法一個實施例的流程圖；如圖1所示，本實施例的方 法包括
101 獲取鏈路上預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識；102 根據(jù)該預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識，獲取該預設采樣窗口內(nèi) 的鏈路質(zhì)量偏移率，該鏈路質(zhì)量偏移率為數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識變化率；103 根據(jù)該鏈路質(zhì)量偏移率與預設閾值，對該鏈路質(zhì)量進行評估。通過獲取預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，并根據(jù)該質(zhì)量偏移率對無線傳感網(wǎng) 絡鏈路質(zhì)量進行評估，相較于現(xiàn)有技術的方法，與PRR有更好的相關性，也能更穩(wěn)定精準的 表征鏈路質(zhì)量，且無論窗口大小，鏈路質(zhì)量偏移率與PRR的相關性均大于LQI均值與PRR的 相關性，對鏈路質(zhì)量的判斷更加準確，能夠快速準確的估計傳感器網(wǎng)絡無線鏈路的質(zhì)量狀 況，具有良好的及時性和有效性。圖2為本發(fā)明鏈路質(zhì)量評估方法另一個實施例的流程圖；如圖2所示，在上述實施 例的基礎上，本實施例的方法包括201 獲取預設采樣窗口 ；在本發(fā)明實施例中，該窗口大小是指該窗口中數(shù)據(jù)包的個數(shù)，該預設采樣窗口可 以由技術人員在開發(fā)時設置，也可以由系統(tǒng)根據(jù)其處理速度和繁忙程度進行判斷，并根據(jù) 判斷結果在預設值中切換。該預設采樣窗口的大小為N，一般地，該窗口大小的取值為120。202:獲取該預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的IjQI LQI1. .. LQIi,其中，UlIi為第i個 數(shù)據(jù)包的LQI值，i為大于或等于2且小于或等于N的自然數(shù)；本領域技術人員可以獲知， 現(xiàn)有技術中有多種獲取LQI的方法，例如可以在每次成功接收分組后可以從接收節(jié)點直接 提取LQI數(shù)值。203 獲取預設采樣窗口內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率 ORJjQIi ；本實施例中，用OILLQIi (Offset Rate of LQI，鏈路質(zhì)量變化率)來表征連續(xù)LQI 的變化。具體地，該步驟203中的獲取方法包括獲取第i個數(shù)據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的 LQI差值的絕對值，除以第i_l個數(shù)據(jù)包的LQI值，得到該預設采樣窗口內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包和 第i_l個數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率OILLQIi,其計算公式如下
權利要求
1.一種鏈路質(zhì)量評估方法，其特征在于，包括獲取鏈路上預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識；根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈 路質(zhì)量偏移率，所述鏈路質(zhì)量偏移率為數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識變化率；根據(jù)所述鏈路質(zhì)量偏移率與預設閾值，對所述鏈路質(zhì)量進行評估。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的 鏈路質(zhì)量標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，具體包括根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)第i 個數(shù)據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率OILLQIi,其中，所述預設采樣窗口的大小為N，i為大于或等于2且小于或等于N的自然數(shù)，LQIi 為第i個數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識；根據(jù)所述OILLQIi,獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率0R_LQI。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包和 第i_l個數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率OILLQIi,具體包括獲取第i個數(shù)據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的LQI差值的絕對值，除以第i_l個數(shù)據(jù)包的 LQI值，得到所述預設采樣窗口內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率0R_ LQIi ；相應地，根據(jù)所述OILLQIi,獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率0R_LQI，具體 包括將所述預設采樣窗口內(nèi)所有相鄰數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率OILLQIi累加，并除以 N-1，將得到的商作為所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率0R_LQI。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的 鏈路質(zhì)量標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，具體包括獲取所述預設采樣窗口內(nèi)LQI的均值；根據(jù)所述均值，獲取預設采樣窗口內(nèi)LQI的二階方差值，將所述二階方差值作為所述 預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的 鏈路質(zhì)量標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，具體包括獲取所述預設采樣窗口內(nèi)每兩個相鄰數(shù)據(jù)包之間LQI的差值；對所述每兩個相鄰數(shù)據(jù)包之間LQI的差值求平方和，并獲取平方和值的歸一化數(shù)值， 將所述平方和值的歸一化數(shù)值作為所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率。
6.一種鏈路質(zhì)量評估裝置，其特征在于，包括鏈路質(zhì)量標識獲取模塊，用于獲取鏈路上預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識；鏈路質(zhì)量偏移率獲取模塊，用于根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標 識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，所述鏈路質(zhì)量偏移率為數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì) 量標識變化率；評估模塊，用于根據(jù)所述鏈路質(zhì)量偏移率與預設閾值，對所述鏈路質(zhì)量進行評估。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述鏈路質(zhì)量偏移率獲取模塊包括第一獲取單元，用于根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識，獲取所述 預設采樣窗口內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率OILLQIi,其中，所述預設采樣窗口的大小為N，i為大于或等于2且小于或等于N的自然數(shù)，LQIi 為第i個數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識；第二獲取單元，用于根據(jù)所述OILLQIi,獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率 0R_LQI。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取單元具體用于獲取第i個數(shù) 據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的LQI差值的絕對值，除以第i-Ι個數(shù)據(jù)包的LQI值，得到所述預 設采樣窗口內(nèi)第i個數(shù)據(jù)包和第i_l個數(shù)據(jù)包間的鏈路質(zhì)量偏移率OILLQIi ；相應地，所述第二獲取單元具體用于將所述預設采樣窗口內(nèi)所有相鄰數(shù)據(jù)包間的鏈路 質(zhì)量偏移率OILLQIi累加，并除以N-1，將得到的商作為所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏 移率 ORJjQI。
9.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述鏈路質(zhì)量偏移率獲取模塊包括第三獲取單元，用于獲取所述預設采樣窗口內(nèi)LQI的均值；第四獲取單元，用于根據(jù)所述均值，獲取預設采樣窗口內(nèi)LQI的二階方差值，將所述二 階方差值作為所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率。
10.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述鏈路質(zhì)量偏移率獲取模塊包括第五獲取單元，用于獲取所述預設采樣窗口內(nèi)每兩個相鄰數(shù)據(jù)包之間LQI的差值；第六獲取單元，用于對所述每兩個相鄰數(shù)據(jù)包之間LQI的差值求平方和，并獲取平方 和值的歸一化數(shù)值，將所述平方和值的歸一化數(shù)值作為所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏 移率。
11.一種無線路由器，其特征在于，所述無線路由器包括權利要求6 10任一項所述的 鏈路質(zhì)量評估裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鏈路質(zhì)量評估方法和裝置，屬于網(wǎng)絡測試領域。該方法包括獲取鏈路上預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識；根據(jù)所述預設采樣窗口內(nèi)所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識，獲取所述預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，所述鏈路質(zhì)量偏移率為數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量標識變化率；根據(jù)所述鏈路質(zhì)量偏移率與預設閾值，對所述鏈路質(zhì)量進行評估。所述裝置包括鏈路質(zhì)量標識獲取模塊、鏈路質(zhì)量偏移率獲取模塊和評估模塊，該發(fā)明通過獲取預設采樣窗口內(nèi)的鏈路質(zhì)量偏移率，并根據(jù)該質(zhì)量偏移率對無線傳感網(wǎng)絡鏈路質(zhì)量進行評估，相較于現(xiàn)有技術的方法，與PRR有更好的相關性，也能更穩(wěn)定精準的表征鏈路質(zhì)量，且無論窗口大小，鏈路質(zhì)量偏移率與PRR的相關性均大于LQI均值與PRR的相關性，對鏈路質(zhì)量的判斷更加準確，能夠快速準確的估計傳感器網(wǎng)絡無線鏈路的質(zhì)量狀況，具有良好的及時性和有效性。
文檔編號H04W24/08GK102137425SQ201110045249
公開日2011年7月27日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權日2011年2月24日
發(fā)明者錢莉, 陳愛 申請人:華為技術有限公司