[发明专利]一种适合无线网状网机会性路由的路由量度方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络路由领域，特别是涉及无线mesh网络机会性路由的路由量度。

背景技术

无线网状网络(Wireless Mesh Network, WMN)也称为多跳(multi-hop)网络，其核心指导思想是让无线网络中的每个节点都可以发送和接收信号。在无线网状网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP（Accessing Point）和路由器，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构的最大好处在于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止，这样的访问方式就是多跳访问。多跳访问方式使普通无线技术过去一直存在的可扩充能力低和传输可靠性差等问题迎刃而解。网络中大量终端设备能自动通过无线连成网状结构，网络中的每个节点都具备自动路由功能，每个节点只和邻近节点进行通信，因此是一种自组织、自管理的智能网络，不需主干网即可构筑富有弹性的网络。

路由量度(Routing Metric)是一组参数，通过它们一个路由选择公式决定一个更优的路由。每一种路由量度均从不同角度衡量了某种链路代价开销。当进行路由发现或路由维护时，均首先从路由表中判断邻居节点的路由量度值的大小，然后再选择下一跳转发节点。目前典型的路由量度方法有以下几种：

       跳数量度(hop count，Hops)，Hops量度方法选择总跳数最小的路径作为数据传输路径。单跳选路时，链路质量的量度呈现出二进制特性，链路或者存在，或者不存在。

单跳往返时间量度(per hop round trip time，Per-RTT)，Per-RTT量度方法是通过在相邻节点之间发送探测包，以此来测量探测包的往返时延，路由算法选择单跳往返时间最小的路径进行传输。

期望的发包数(expected transmission count，ETX)，ETX量度方法是发送节点通过定期发送广播包测得其与邻居节点之间正向及反向链路的包接受率，从而估计出要正确传输一个数据包所需重发的包的数量。路由算法选择期望发包次数较小的邻居节点作为下一跳。

上述几种路由量度方法的思想均是基于传统路由方式，而忽略了无线网络机会性路由本身的特性。机会性路由，是指在数据包传输完成后再确定哪些接收到数据的节点成为路由的下一跳。在无线网状网络中，传输信道是无线的，数据传输的本质是广播，因此，处于该次传输的发送节点和接受节点附近的其他节点都可以机会性地接收到此次传输的数据。对于传统的路由方式，无线信道的广播性使其在选路过程中产生了许多冗余链路，占用了大量网络资源，而机会性路由则是从充分利用这些冗余链路的角度出发，在节点将数据发送出去之后，让收到数据的节点都参与数据的转发，并根据各节点的机会性接收情况来选择合适的节点成为传输的下一跳。因此，机会性路由势必会对无线网状网络的数据传输性能带来较大提高。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷和不足，其目的在于提供一种更加适用于无线网状网机会性路由的路由量度方法，采用该路由量度方法确定数据传输路由，减少节点间的数据传输次数，提高网络的吞吐率。

本发明以节点间机会性转发时成功传输一个包所需要的最少传输次数ELT(Expected Least Transmissions期望最少传输次数)作为机会性路由量度，并基于此路由量度定义节点间距离，划分上游节点和下游节点。本发明包括如下步骤：

         第一步，对每个无线Mesh节点加载一个探测包队列，并按照一定的时间间隔周期性发送探测包，同时接受其他节点发送的探测包，将所接收到探测包的发送点标记为接受节点的邻居节点，并通过检测一段时间内收到邻居节点的探测包个数计算出节点间的前向包和反向包发送成功率。对无线任意一条链路A—B，节点A周期性地(周期设为(1+γ)秒，γ为(0，0.1)之间的一个随机数，称为震荡时间)发送探测包给B。在B节点处设置一个长度为s的窗口，记录在过去的s秒内B成功接收到来自A节点探测包的次数c，并用c/s作为A—B链路前向包成功发送率。反之B节点周期性地发送探测包给A，同理可以求出A—B链路的反向包成功发送率。

所述前向包发送成功率是指某邻居节点接受到本地节点发送的包的概率。

所述反向包发送成功率是指本地接受到某邻居节点发送的包的概率。