[发明专利]一种无线自组织网络路由稳定性的度量系统及其方法

权利要求书

1.一种无线自组织网络路由稳定性的度量方法，其特征在于：其具体方法如下：

在Ad hoc网络中的每个节点上配备GPS定位装置，每个节点都具有存储、计算和分析的功能；由定位装置得到的节点移动速度矢量和位置矢量以及由获取模块得到的发送速率和信道容量数据信息被添加到路由协议的RREP包中发送给源节点；每个源节点根据反馈到的数据信息采用动态稳定域计算方法进行计算，得到动态稳定域后在网络运行时对采集来的数据进行分析并做出路由选择；提示其或降低发送数据包的数量或重新选取路由，在重新选路由时，给发送节点到目的节点提供最稳定的路由；

上述的动态稳定域计算方法如下：

1)建立网络模型：针对的是Ad hoc网络，一般表示为赋权图G(N，L)，其中N＝{1，2，…N}为Ad hoc网络的节点集合，L＝{1，2，…L}为节点间能够相互通信的双向链路集合，并且是动态变化的，R＝{1，2，…R}是路由的集合，任意路由r是L的子集；

2)采集网络数据信息：由数据采集器从节点携带的数据库中获取以下信息：无线链路l∈L的传输容量记为C_l，源节点(发送节点)的发送速率x_s(t)，节点的位置坐标(x_s，y_s)、节点的移动速度v_s(t)和节点的覆盖半径R_s；

3)由源节点把采集来的数据信息汇聚并根据公式进行计算：

是链路l上的代价函数，包括由拥塞造成的数据包丢失概率和非拥塞因素造成的数据包丢失的代价函数q_l(t)，其中为通过链路l的发送速率的和，计算步骤如下：

(i)计算拥塞代价函数p_l(y)，其中计算拥塞代价函数的公式为其中(y-c_l)⁺＝max{y-c_l，0}，并且链路l上由拥塞造成的单位时间内丢失的数据包为其中x_r为源节点的发送速率；

(ii)计算非拥塞代价函数：

(a)由定位装置获取链路l的两个节点i和节点j在t时刻的速度矢量v(i，t)和v(j，t)和位置矢量[x_i(t)，y_i(t)]和[x_j(t)，y_j(t)]，计算节点i和节点j的相对距离矢量d(i，j，t)和它们的相对速度矢量v(i，j，t)；

(b)计算节点i和节点j相对移动性度量：a_ij＝|v(i，j，t)|；

(c)计算链路l上的稳定熵：

Hl(t)=-Σj∈F(i)pj(t)logPj(t)log|F(i)|]]>

这里P_j(t)表示相对位置变化概率，由公式得到，其中|F(i)|＝2；

(d)计算路由r的稳定熵：公式为其中N_r表示路由r上中间节点集合；

(e)最后计算非拥塞代价函数；

为了表示非拥塞因素造成的数据包丢失代价，用由位置变化引起的不稳定代价函数q_l(t)＝(1-H_r(t))表示，即由节点移动造成的不稳定概率与链路l上到达的累计发送速率之和的乘积；

(iii)计算动态稳定域：

由(i)与(ii)两个步骤的计算，得到了拥塞代价函数和非拥塞代价函数的具体数据，将这些数据带入公式并由此公式编程计算稳定速率，结合公式d_l(t)≤min{R_i，R_j}，来得出路由稳定时的动态稳定域，动态稳定域包括节点发送速率、节点移动速度、节点位置和节点接收半径的稳定范围，其中微分方程式中k_r表示控制增益，控制增益范围为远小于1的一个非常小的正数，ω_r(t)为目标值或承受能力，是链路l上的代价函数，包括由拥塞造成的数据包丢失概率和非拥塞因素造成的数据包丢失的代价函数q_l(t)。

2.一种无线自组织网络路由稳定性的度量系统，其特征在于：系统由定位模块、采集模块、计算模块、更新模块、确定模块组成；采用定位模块对无线自组织网络中的移动设备进行准确定位，装备在Ad hoc网络中移动设备上；用采集模块获取在包括多个节点的网络中的基础结构节点之间的链路和路由状态信息，采集装置是通用的采集器或采集卡；采用计算模块将定位模块与采集模块获取到的数据按照权利要求1所述的度量方法进行数据处理；采用更新模块将得到的分析数据来给路由单元更新链路状态信息；采用确定模块来确定业务内容选择适当的路由。