[发明专利]在AD HOC网络中用于动态适配服务质量标准的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及在ad hoc网络中传送服务质量，所述ad hoc网络是使用 无线电介质的通信网络。所述网络包括移动和/或固定节点，所述节点具 有自动和动态地构建网络的属性，一旦在节点和其近邻之间建立无线通信， 则所述网络能够从网络的任意点向其他点传送分组。

背景技术

在ad hoc网络中，如果目的节点在源节点的连接区域内，分组从源节 点直接发送给目的节点，如果目的节点在源节点的发送范围内，则分组从 源节点经过相邻中间节点发送给目的节点。

因此，ad hoc网络能瞬间地部署没有预先存在的基础结构和没有集中 管理的通信网络。所述网络的形成是动态的，所有的管理任务分布在网络 的所有节点之间。

ad hoc网络的主要特征是网络节点用作或者能用作路由器。因此，节 点自身使用特定的路由协议负责网络的建立并且保持连续的连通性，所述 特定的路由协议能够在相邻节点间交换路由协议并且计算到所有其他节点 的通信路径。这些路由协议周期地发送消息用于更新ad hoc网络的拓扑 (即用于标识节点和节点之间的链路)。

有两个路由协议族：先应式路由协议以及反应式路由协议。

对于先应式路由协议族中的协议，借助于周期性的路由交换表，每个 节点具有整个网络的概貌。经由路由表所有的路径都是直接可用的。

对于反应式路由协议族中的协议，只有在请求时路径才可用。如果根 据路由表至目的节点的路径不可用，则发起路径搜索请求，该请求的结果 使得在存在路径的情况下该路径能被发现。

先应式路由协议，特别是OLSR(优化的链路状态路由)协议更特别地 与本发明相关。

图1表示OLSR协议的组成，该协议是先应式路由协议。该协议具有 两个主要部分：拓扑维持部分10，包括连接到路由节点选择模块12的拓扑 控制模块11；以及路径选择部分20，包括路径计算模块或算法21。通过 周期地交换控制信息，拓扑维持部分10构建网络的拓扑图，所述拓扑图 之后用于计算路径。通过使用多点中继(MPR)路由器节点选择机制，该 机制也减小了网络业务量开销。

根据聚集的与拓扑有关的信息，路径选择部分20使用图形路径计算 算法(例如Dijkstra的算法)在网络的节点之间计算最佳路由，路径选 择准则就是路程段(hop)的数量。

ad hoc先应式路由协议的基础设计明显地不考虑关于路径计算的服务 质量。这些协议采用的准则通常是路程段的数量。很显然，这样的准则对 于诸如视频会议应用和电话应用的实时应用而言是不够的。

作为路径选择过程的一部分，在设计阶段将服务质量考虑到路由协议 实体中，预定义被称为服务质量的新标准。在这样的环境下，如图1所示， 路径选择部分20进一步包括与路径计算算法相关联的服务质量标准管理 模块22。这些标准的例子是时延标准、带宽标准、抖动标准等。关于服务 质量标准的信息被注入拓扑图中。充实了该服务质量信息的新图因而被构 建，并且考虑这些标准来计算路径。

在现有技术中，关于服务质量标准选择的决定被静态地编程，其中所 述服务质量标准用作路径选择标准。因此，一旦实施了路由协议就不可能 改变这些标准。

还要注意，公知的解决方案着眼于在给定状况(带宽或时延、可靠性、 能量等)中的优化，提供了单个标准或标准的预定义组合的使用。然而， 这些标准的静态管理所导致的局限性很快就能被感觉到。如果在ad hoc 网络中执行的一个或多个应用被共同使用，以利用不足的标准基于路由算 法来确定路由，则给予那些应用的服务质量不是最佳的，特别是在所述应 用就质量标准而言通常不同的情况下。

用于减少这些局限性的一个解决方案是选择多标准(或多准则)路径， 这需要定义能够对所有可能的标准发现最佳路径的算法。然而，不可能实 现这样的算法，这对应于电子数据处理中的决策复杂性问题理论中的NP 完整性问题(如果决策问题是在相对于实例大小的多项式时间内，“是”响 应可以由非确定算法决定，并且如果任何NP完整性问题可以借助于多项 式算法被重写为该问题的实例子集，则所述决策问题是指NP完整性问题)。 存在基于试探法的近似计算技术，但是该技术受限于预定标准的数量并且 也是静态的。由此，出现了和第一种状况中相同的局限性。

发明内容