專利名稱：支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前無(wú)線移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用逐漸興起，各種智能手機(jī)、移動(dòng)電腦、無(wú)線路由器等支持無(wú)線應(yīng)用的移動(dòng)終端或節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)組織成應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，提供移動(dòng)環(huán)境下的資源共享和各類應(yīng)用服務(wù)。在這種環(huán)境下，各移動(dòng)終端相互之間可以發(fā)送消息、傳送普通文本、甚至傳送和在線共享多媒體數(shù)據(jù)(視頻、語(yǔ)音等)。由于移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)，不像設(shè)備相對(duì)固定的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在此網(wǎng)絡(luò)中，各通信終端是移動(dòng)的、且可能由于多種原因很容易掉線，因此，各終端之間的通信路由面臨帶寬共享、時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中，有一些考慮此類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的路由協(xié)議，如A0DV(無(wú)線自組網(wǎng)按需距離矢量路由協(xié)議)、DSR (動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議)、OLSR (優(yōu)化的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議)、QOLSR (支持多度量QoS標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展0LSR)?，F(xiàn)有技術(shù)中，AODV實(shí)現(xiàn)的是源點(diǎn)按需路由，使用終點(diǎn)序列號(hào)來(lái)發(fā)現(xiàn)去往終點(diǎn)的最新路由的協(xié)議方法；多路路由應(yīng)答數(shù)據(jù)包應(yīng)答一個(gè)單一請(qǐng)求會(huì)導(dǎo)致沉重的控制管理開(kāi)銷， 而且?guī)?lái)不必要的帶寬消耗。DSR類似于A0DV，也是按需路由，但是它使用源點(diǎn)路由，而不依據(jù)每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的路由表，中間節(jié)點(diǎn)使用路由緩存信息；但這種路由協(xié)議方法的路由保持機(jī)制不能局部修復(fù)斷開(kāi)的鏈路，在路由重建時(shí)期，各節(jié)點(diǎn)過(guò)時(shí)的路由緩存信息會(huì)導(dǎo)致不一致的情況，節(jié)點(diǎn)重連的配置時(shí)延消耗大于基于路由表的協(xié)議。由于移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，DSR性能較差，由于使用源路由機(jī)制，相當(dāng)大的路由開(kāi)銷將會(huì)產(chǎn)生，只適合于固定的、低移動(dòng)性的網(wǎng)絡(luò)。OLSR繼承了鏈路狀態(tài)協(xié)議的穩(wěn)定性，使用多點(diǎn)中繼(MPR)，在路由跳數(shù)上來(lái)選擇最佳路由，但是這個(gè)協(xié)議沒(méi)有就發(fā)現(xiàn)路由上的QoS開(kāi)銷做明確的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 QOLSR擴(kuò)展了 0LSR，從帶寬、時(shí)延等多度量QoS標(biāo)準(zhǔn)上做了設(shè)計(jì)，但是它不能保證能選擇到最大帶寬且最短時(shí)延的路由，而且節(jié)點(diǎn)在基于一跳、二跳的鄰居結(jié)點(diǎn)中選擇最佳節(jié)點(diǎn)組成 MPR,從而形成最佳路由的過(guò)程時(shí)間代價(jià)太大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的形成最佳路由的過(guò)程時(shí)間代價(jià)太大的問(wèn)題，提出一種能在較短的時(shí)間內(nèi)尋找到最佳路由的支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法，包括以下步驟步驟I :建立所述網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的效用決策表；步驟2 :依據(jù)所述效用決策表，各個(gè)所述節(jié)點(diǎn)選擇效用距離值最小的節(jié)點(diǎn)作為多點(diǎn)中繼的下一跳節(jié)點(diǎn)，即獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；步驟3 :依據(jù)所述效用決策表并考慮全鏈路帶寬和時(shí)延最優(yōu)選擇，各個(gè)所述節(jié)點(diǎn)選擇效用距離值次小的節(jié)點(diǎn)作為多點(diǎn)中繼的下一跳節(jié)點(diǎn)，即獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的次優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；步驟4:計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路中的最小相鄰鏈路帶寬值；步驟5 :比較上述帶寬值， 取較大的帶寬值對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由，若上述帶寬值相等，則進(jìn)一步計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路的總通信時(shí)延，取較小的總通信時(shí)延所對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由。可選的，所述步驟I建立效用決策表的過(guò)程包括A、各個(gè)節(jié)點(diǎn)向周圍最近的節(jié)點(diǎn)發(fā)Hello數(shù)據(jù)包，探測(cè)最近鄰節(jié)點(diǎn)是否存在或在線，若收到應(yīng)答，則在各自效用決策表中的最近鄰結(jié)點(diǎn)集中記錄最近鄰節(jié)點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算本次探測(cè)存在回應(yīng)的各相鄰鏈路的通信時(shí)延， 并記錄檢測(cè)到的各相鄰鏈路最大帶寬值，上述各值都分別存入各自效用決策表；B、源結(jié)點(diǎn)發(fā)送帶有一定TTL (包生存期)值的探測(cè)廣播數(shù)據(jù)包給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)，所述廣播數(shù)據(jù)包的 TTL值每經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)就減1，同時(shí)被各個(gè)節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)I次，再向最近鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，直到包TTL 值為0，就不統(tǒng)計(jì)，直接丟棄該包，各節(jié)點(diǎn)可在本地接收到該廣播數(shù)據(jù)包一個(gè)或多個(gè)復(fù)本，并換算成效用距離值，存入效用決策表。可選的，若移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生掉線或失電情況而造成局部鏈路破壞時(shí)，進(jìn)行如步驟4 所述的次優(yōu)路由的計(jì)算，從而使得發(fā)生上述情形時(shí)，網(wǎng)絡(luò)具備多路備選的較優(yōu)路由，但每次路由只建立一條最佳路由，發(fā)生上述情形時(shí)才進(jìn)行次優(yōu)路由的計(jì)算，從而避免進(jìn)行最初的全網(wǎng)路由重建。本發(fā)明支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法的有益技術(shù)效果為本發(fā)明能在較短的時(shí)間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)從源點(diǎn)到終點(diǎn)的最大帶寬且最短時(shí)延的路由；本發(fā)明還使用了在最優(yōu)和次優(yōu)路由中選擇帶寬大、通信時(shí)延小的QoS路由，實(shí)現(xiàn)難度較小，克服了現(xiàn)有有些路由協(xié)議過(guò)于理論化，實(shí)現(xiàn)代價(jià)太大等實(shí)用性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法的流程示意圖。圖2為本發(fā)明支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法的一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明路由協(xié)議是在移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，為較穩(wěn)定地發(fā)現(xiàn)源點(diǎn)到終點(diǎn)帶QoS 的最佳路由，使得能在較短的時(shí)間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)從源點(diǎn)到終點(diǎn)的最大帶寬且最短時(shí)延的路由，設(shè)計(jì)了一種新的柔性鏈路狀態(tài)QoS路由協(xié)議，本實(shí)施例中統(tǒng)稱為FLSQR。請(qǐng)參考圖1，包括以下步驟步驟11 :建立所述網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的效用決策表； 步驟12 :依據(jù)所述效用決策表，各個(gè)所述節(jié)點(diǎn)選擇效用距離值最小的節(jié)點(diǎn)作為多點(diǎn)中繼的下一跳節(jié)點(diǎn)，即獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；步驟13 依據(jù)所述效用決策表并考慮全鏈路帶寬和時(shí)延最優(yōu)選擇，各個(gè)所述節(jié)點(diǎn)選擇效用距離值次小的節(jié)點(diǎn)作為多點(diǎn)中繼的下一跳節(jié)點(diǎn)，即獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的次優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；步驟14 :計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路中的最小相鄰鏈路帶寬值； 步驟15 :比較上述帶寬值，取較大的帶寬值對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由，若上述帶寬值相等， 則進(jìn)一步計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路的總通信時(shí)延，取較小的總通信時(shí)延所對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由。下面更為詳細(xì)的對(duì)上述步驟進(jìn)行闡述。本發(fā)明FLSQR是針對(duì)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的QoS路由協(xié)議，路由協(xié)議包含三個(gè)部分路由狀態(tài)信息建立、路由決策和路由維持。本路由協(xié)議使用鏈路狀態(tài)方式建立和維持路由。協(xié)議的主要原理過(guò)程如下I. FLSQR路由狀態(tài)信息建立部分(I)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)使用各自的緩存區(qū)建立各自的一張效用決策表。各節(jié)點(diǎn)向周圍最近的節(jié)點(diǎn)發(fā)Hello數(shù)據(jù)包，探測(cè)最近鄰節(jié)點(diǎn)是否存在或在線，如果收到應(yīng)答，則在各自效用決策表中的最近鄰結(jié)點(diǎn)集中記錄最近鄰節(jié)點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算本次探測(cè)存在回應(yīng)的各相鄰鏈路的通信時(shí)延，并記錄檢測(cè)到的各相鄰鏈路最大帶寬值。以上各值都分別存入各自效用決策表。(2)源結(jié)點(diǎn)發(fā)送探測(cè)廣播數(shù)據(jù)包給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)，此廣播數(shù)據(jù)包帶有一定 TTL(包生存期)值，此廣播數(shù)據(jù)包每經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)就減1，直到TTL值等于0，就丟棄該包。 在此廣播數(shù)據(jù)包每經(jīng)過(guò)各節(jié)點(diǎn)I次，就被各節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)I次，再向最近鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，直到TTL 值為0，就不統(tǒng)計(jì)，直接丟棄該包。各節(jié)點(diǎn)可在本地接收到該廣播數(shù)據(jù)包一個(gè)或多個(gè)復(fù)本 (PCN，為正整數(shù))，并換算成效用距離值(ED)，存入各自效用決策表。表I效用距離值與包復(fù)本的關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I :建立所述網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的效用決策表；步驟2 :依據(jù)所述效用決策表，各個(gè)所述節(jié)點(diǎn)選擇效用距離值最小的節(jié)點(diǎn)作為多點(diǎn)中繼的下一跳節(jié)點(diǎn)，即獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；步驟3 :依據(jù)所述效用決策表并考慮全鏈路帶寬和時(shí)延最優(yōu)選擇，各個(gè)所述節(jié)點(diǎn)選擇效用距離值次小的節(jié)點(diǎn)作為多點(diǎn)中繼的下一跳節(jié)點(diǎn)，即獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的次優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；步驟4 :計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路中的最小相鄰鏈路帶寬值；步驟5 :比較上述帶寬值，取較大的帶寬值對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由，若上述帶寬值相等，則進(jìn)一步計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路的總通信時(shí)延，取較小的總通信時(shí)延所對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法，其特征在于所述步驟I建立效用決策表的過(guò)程包括:A、各個(gè)節(jié)點(diǎn)向周圍最近的節(jié)點(diǎn)發(fā)Hello數(shù)據(jù)包，探測(cè)最近鄰節(jié)點(diǎn)是否存在或在線，若收到應(yīng)答，則在各自效用決策表中的最近鄰結(jié)點(diǎn)集中記錄最近鄰節(jié)點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算本次探測(cè)存在回應(yīng)的各相鄰鏈路的通信時(shí)延，并記錄檢測(cè)到的各相鄰鏈路最大帶寬值， 上述各值都分別存入各自效用決策表；B、源結(jié)點(diǎn)發(fā)送帶有一定TTL (包生存期)值的探測(cè)廣播數(shù)據(jù)包給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)，所述廣播數(shù)據(jù)包的TTL值每經(jīng)過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)就減1，同時(shí)所述廣播數(shù)據(jù)包被各個(gè)節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)I次，再向最近鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，直到包TTL值為0，就不統(tǒng)計(jì)，直接丟棄該包，各節(jié)點(diǎn)可在本地接收到該廣播數(shù)據(jù)包一個(gè)或多個(gè)復(fù)本，并換算成效用距離值，存入效用決策表。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法，其特征在于若移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生掉線或失電情況而造成局部鏈路破壞時(shí)，進(jìn)行如步驟4所述的次優(yōu)路由的計(jì)算，從而使得發(fā)生上述情形時(shí)，網(wǎng)絡(luò)具備多路備選的較優(yōu)路由，但每次路由只建立一條最佳路由，發(fā)生上述情形時(shí)才進(jìn)行次優(yōu)路由的計(jì)算，從而避免進(jìn)行最初的全網(wǎng)路由重建。
全文摘要
本發(fā)明提供一種支持移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS路由實(shí)現(xiàn)的方法，根據(jù)本發(fā)明的建議，包括以下步驟建立所述網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的效用決策表；依據(jù)已建效用決策表，獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；依據(jù)已建效用決策表，獲得從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的次優(yōu)路由，并在所述效用決策表存儲(chǔ)；計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路中的最小相鄰鏈路帶寬值；比較上述帶寬值，取較大的帶寬值對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由，若上述帶寬值相等，則進(jìn)一步計(jì)算所述最優(yōu)路由和次優(yōu)路由鏈路的總通信時(shí)延，取較小的總通信時(shí)延所對(duì)應(yīng)的路由作為最佳路由。
文檔編號(hào)H04W40/24GK102547905SQ20121000569
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者王小剛 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院