[发明专利]一种无线多跳网络中测量节点可用带宽的方法

说明书

本发明公开了一种无线多跳网络中基于马尔科夫模型的节点可用带宽测量方法，该发明针对现有测量方法准确性不足或者需要额外资源消耗的缺陷，提出一种基于马尔科夫链模型的节点可用带宽测量方法。该方法为节点的工作状态建立马尔科夫链模型，节点的工作状态分为三类：“空闲”、“发送”和“干扰”；节点在某个时刻工作在一个状态，在下一时刻可以跳转到其它的工作状态，节点的状态符合时间马尔科夫性质；通过统计的方法获得或者计算出包括状态跳转概率、节点处于某个状态的概率等模型参数；最后，计算出节点的准确可用带宽。

技术领域

本发明涉及无线多跳网络领域，具体涉及一种无线多跳网络中测量节点可用带宽的方法，更具体的涉及了基于马尔科夫链模型，对无线多跳网络中的节点可用带宽进行准确测量的方法。

背景技术

随着互联网技术的普及和发展，网络应用也越来越多。其中，包括语音和视频等多媒体应用正在越来越受到网民的欢迎。另一方面，通过无线方式连接互联网正在成为普遍流行的方式。

网络多媒体应用需要网络提供很高的服务质量(QualityofService，QoS)支持。因此在网络中传输多媒体应用需要网络预留带宽等资源，然而计算网络中的可用带宽资源一直是网络技术研究中的一个难点问题，特别是在无线多跳网络这种拓扑动态性较高的网络环境中。

目前在无线多跳网络中计算节点的可用带宽大概有两类方法：主动测量和被动测量。主动测量的方法需要节点发送一些探测帧，用于探测网络中的带宽情况，从而计算出网络中还能容忍的新注入的流量情况；被动测量不需要向网络中发送探测帧，而是通过监测的方式，用统计的方法计算网络的带宽情况。

然而无论是主动测量或者被动测量都存在一定的问题。主动测量出的可用带宽一般相对于被动测量较准确，但是主动测量需要发送一些探测帧，而探测帧本身会消耗一些网络带宽资源；被动测量不用发送探测帧，因此它没有额外的带宽消耗，然而被动测量通过统计的方法计算的可用带宽可能会存在不准确的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，为无线多跳网络提出一种基于马尔科夫链模型的节点可用带宽测量方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种无线多跳网络下基于马尔科夫链模型的节点可用带宽测量方法，所述的可用带宽测量方法包括以下步骤：

S1、将无线多跳网络中节点间的工作状态用马尔科夫链进行建模，过程如下：无线多跳网络中节点的状态分为“空闲”、“发送”和“干扰”，其中，“空闲”记为状态“0”，“发送”记为状态“1”，“干扰”记为状态“2”；

将节点j在时刻t，处于状态“0”、“1”和“2”的概率分别记为：α_t(j,0)、α_t(j,1)和α_t(j,2)＝1-α_t(j,0)-α_t(j,1)；

将节点j从状态“k”转移到状态“1”的概率记为p_j,k，其中，k＝0，1或者2；

将节点j在邻居节点“空闲”的状态下发送或者转发数据包的概率记为q_j，在邻居节点“空闲”的状态下不发送或者转发数据包的概率记为q′_j＝1-q_j；

S2、基于马尔科夫链模型中，采用以下公式计算节点j的可用带宽AB(j)为：

AB(j)＝α_t(j,0)*DR_j， (1)

其中，DR_j为节点j的发送速率。