[发明专利]一种无线网络链路质量估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络以及移动自组织网络的通信链路参数估计方法。

背景技术

在移动自组织网络领域中，通信双方为了能够进行高效而稳定的通信往往需要选取链路质量较高的链路，然而在实际应用中，由于无线链路具有不稳定和不对称的特征，每个通信节点往往需要实时获取与其相连的每一条链路的链路质量。目前已有的方法可以分为三种：基于地理位置的链路估计方法、基于信号强度的链路估计方法、基于周期数据包探测的链路估计方法。在这三种方法中，前两种方法需要特定的硬件支持，故其适用范围受到了很大的限制，而对于基于周期数据包探测的链路估计方法，现有的估计方案仅能够对丢包率进行估计，而且由于该种方法仅能对链路进行单向估计，所以该方法所得到的链路质量不能精确反应当前的真实链路质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前现有的链路质量估计的不完整性和低实用性提出同时对链路的丢包率和延迟两个参数进行估计的链路质量估计方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种无线网络链路质量估计方法，包括以下步骤：

探测数据包发送步骤：每个活动节点以广播的形式周期性向其邻居节点发送探测数据包，同时接收来自于邻居节点的探测数据包；

探测数据包到达时间统计步骤：活动节点接收探测数据包，并顺序记录来自于各邻居节点的探测数据包对应的到达时间T_i,计算探测数据包到达时间间隔ΔT_i，ΔT_i=T_i+1-T_i，其中i表示接收到的来自于一个邻居节点发送的探测数据包的序号；

即时反向链路参数估计步骤：活动节点根据各邻居节点对应的探测数据包时间间隔ΔT_i，通过探测数据包到达关系：ΔT_i=T₀G+U，估计出活动节点与各邻居节点间即时反向链路的丢包率p与时延t；其中，T₀为周期性发送链路探测数据包的时间间隔；G为概率密度服从参数为1-p的几何分布的随机变量，U为概率密度f(U)服从区间为(0,2t)的均匀分布的随机变量，所述反向链路为方向从邻居节点到本节点的链路；

链路参数更新步骤：活动节点根据上一次保存的反向链路状态参数中对应于同一邻居节点的反向链路丢包率p_old与时延t_old来对即时反向链路的丢包率p与时延t进行平滑处理，将平滑处理得到的反向链路丢包率p_new与时延t_new作为最新反向链路状态参数更新保存。

本发明通过建立探测数据包的到达时间间隔模型，同时进行丢包率p与时延t的估计，并对估计出的参数序列进行平滑处理，精度高，估计参数全面。

进一步的，为了更加全面地反应链路质量，本发明还提供一种双向链路的估计方法，探测数据包发送步骤中还包括：活动节点每隔时间间隔T₀，将本地节点IP地址、保存的各邻居节点的IP地址及其对应的最新的链路状态参数放入探测数据包中发送出去；

还包括，反向链路参数估计步骤：活动节点接收到探测数据包后，当接收到的探测数据包的邻居节点的IP地址中有与本节点IP地址相同的一项，则将该探测数据包发送节点为一个邻居节点，该相同项对应的最新反向链路状态参数作为该邻居节点所对应的最新正向链路状态参数p_f、t_f进行更新保存；

链路参数更新步骤中还包括：综合同一邻居节点的最新反向链路状态参数p_new、t_new与最新正向链路状态参数p_f、t_f得到最新双向链路状态参数。

本发明的有益效果是，实现了无线自组织网络或无线传感器网络节点对链路丢包率与时间延迟的有效估计来全面反应网络的链路质量。

附图说明

图1是网络节点所维护的邻居列表结构图。

图2是链路探测数据包结构图。

图3是探测数据包到达时间队列结构图。

图4是实施例流程图。

具体实施方式