[发明专利]用于多信道无线网络的路由方法

说明书

技术领域

本发明是一种应用于多信道无线网络的路由方法，属于无线通信和信息传播技术领域。

背景技术

目前，大部分多跳无线网络采用单网卡单信道的方式进行通信。这些多跳无线网络其物理层和MAC层一般采用IEEE 802.11系列协议，802.11协议将无线频带划分为多个物理信道，如IEEE 802.11b标准，在2.4GHz频段共有14个可供选择的物理信道，其中包括多组互相正交(频段不重叠)的信道，这为多信道技术在多跳无线网络中的应用提供了基础。

与单信道网络相比，采用多信道技术可以显著提高网络容量，但同时也带来了新的问题，如信道选择问题，多信道隐藏节点问题等。传统的用于多跳无线网络的路由协议，如自组织按需距离向量(Ad hoc On-Demand Distance Vector，AODV)路由协议和动态源路由(Dynamic Source Routing，DSR)协议，虽然也可以用在多信道环境中，但是并不能获得最优的性能。传统的这些路由协议一般以最小跳数作为路由度量，在该度量下，跳数相同的路由，每跳采用同一信道与每跳采用不同信道具有同样的路由成本。实际由于自相干扰的存在，多个信道间切换的路由会比单信道路由获得更大的网络容量。针对多信道路由，设计了一些路由协议。这些协议一般用于多信道环境下某些特定场景中，如静态网络、全同步网络等。如用于静态网络的多无线电-链路质量源路由(Multi-Radio Link-QualitySource Routing，MR-LQSR)协议，该协议采用一种新的加权累积期望传输时间作为度量，进行路由选择，可以达到比AODV、DSR等最短路径协议更大的网络容量，使用该协议，网络每个节点要配置与可用信道数目相同数量的接口。本发明所述的多信道无线网络路由选择方法，适用于多信道、多网卡环境。

发明内容

技术问题：本发明针对多信道无线网络路由选择问题，提出了一种用于多信道无线网络的路由方法，节点选择路由时，综合考虑选择网络负荷的均衡性、节点的公平性、延时等，选择相应的路由，传送数据。

技术方案：本发明的目的是提出一种适用于于多信道无线网络的路由方法，该方法用于在多条信道无线网络中，可充分利用多条信道，根据本发明中规定的路由度量，建立路由。

该路由方法包括以下步骤：

a.源节点发送数据的时候，如果不存在到目的节点的路由，将通过控制信道广播一个路由请求信息，建立到目的节点的路由，并将新产生的路由请求信息添加至路由请求信息表中；

b.中间节点收到来自其它节点的路由请求信息后，将检查路由请求信息表，如果路由请求信息表中无相同路由请求信息，中间节点将把收到的路由请求信息添加至路由请求信息表中，然后检查路由表，查看是否有到源节点的路由，如果不存在，则在路由表中添加到源节点的路由；随后查找路由表中是否有到目的节点的路由，如果节点路由表中存在到相应目的节点的路由，且序列号大于或等于路由请求消息中的序列号，则将停止转发该路由请求消息，并向源节点发送路由应答消息，否则，将重新计算并更新路由请求信息中的路由度量以及生存时间后，在控制信道转发路由请求信息；

c.目的节点第一次收到该路由请求信息后，把收到的路由请求信息添加至路由请求信息表中，同时进入等待状态，在等待时间结束后，选择一个路由度量值最小的路径，并沿反向路径向源节点发送路由应答信息；

d.源节点第一次收到对该路由请求信息的路由应答信息后，进入等待状态，在等待时间内，如果有多个路由应答消息到达，将选择一个具有最小路由度量的路径，开始传输数据。

所述的路由请求信息表包含了源节点IP地址，目的节点IP地址，以及序列号。

所述源节点、中间节点和目的节点将路由请求信息添加至路由请求信息表所做的操作为将路由请求信息中所包含的源节点IP地址，目的节点IP地址，以及序列号添加到路由请求信息表中。

在步骤b中，中间节点检查路由请求信息表，如果路由请求信息表中某项与收到的路由请求信息具有相同的源节点IP地址，目的节点IP地址，以及序列号，则认为路由请求信息表中存在与收到的路由请求信息相同的路由请求信息。

步骤c中目的节点第一次收到某路由请求信息后，将进入等待状态，等待固定时间后再发送路由应答信息。

步骤d中源节点第一次收到某路由请求信息的路由应答信息后，将进入等待状态，等待固定时间后，选择路径。

网络中每个节点每隔时间T，定期更新本节点的路由度量，每个节点路由度量C按以下公式计算得到：

C＝αp+(1-α)d