一种无线自组网中节点的路由方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线自组网中节点的路由方法及装置，属于无线自组网领域。所述方法包括：源节点广播包含链路质量等级的路由请求消息，所述链路质量等级由根据物理层和MAC层上传给路由层的链路服务质量信息计算得出；收到所述路由请求消息的节点更新所述路由请求消息中的链路质量等级，并判断所述收到所述路由请求消息的节点是否为目标节点；若不是目标节点，则广播所述路由请求消息；若是目标节点，将所述相对更优的链路质量等级更新至路由应答消息并发送所述路由应答消息；所述源节点根据所述路由应答消息中的链路质量等级选择路径。本发明通过所述无线自组网中节点的路由方法及装置，节省了带宽资源并加入了对服务质量的考虑。
【专利说明】—种无线自组网中节点的路由方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线自组网领域，特别涉及一种无线自组网中节点的路由方法及装置。
【背景技术】
[0002]与传统的有线网络不同，无线自组网是一种复杂的分布式网络系统，网络中的无线移动节点能够动态地自组织成任意的网络拓扑，从而能够实现在没有预设通信基础设备的条件下的互连通信。无线自组网中的每个无线移动节点都能够持续地监听和寻找附近的节点，以确定在当前的网络条件下将数据分组传送给其它节点的最优路径。正由于无线自组网的特殊性，其本身具有的带宽有限和拓扑动态变化等特点，使得在有线网络或传统无线网络中性能表现良好的路由技术在无线自组网中均不适用，必须根据无线自组网的具体特点研究专门的路由技术。组播技术作为一种点对多点的数据传输技术，在无线自组网中拥有广泛的应用场景，例如某主机要求向其他主机传送文件或图片，或者进行视频会议等，通过组播技术能够降低传输分组的开销，节省系统资源。对于一些较关注某些性能指标的业务来说，如视频、电话等，应重点考虑这些业务所关注的指标，根据这些指标选择合适的传输路径，以增强其实用性。
[0003]无线自组网现有技术是按需距离矢量组播路由协议(Multicast Operation ofthe Ad-Hoc On-Demand Distance Vector Routing Protocol,MA0DV)。MAODV 协议在按需距离矢量路由协议的基础上加入了组播技术，同时支持单播和组播，基于共享树机制，在有通信请求时按需地建立组播树。在创建组播树时，按照序列号最新时延最小的标准来构建最终的组播树。然而，对于组播通信业务来说，依据该准则选取的路径对于业务的通信需求来说并不一定是最好的。同时，在MAODV协议中各节点为维护自己周围的邻居节点信息，需要周期性地广播HELLO消息，在没有业务通信请求时，这种周期性广播的维护信息会耗费一定的带宽，带来不必要的系统开销。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了 一种无线自组网中节点的路由方法及装置，更有效地利用了系统带宽资源。
[0005]一方面，本发明实施例提供了一种无线自组网中节点的路由方法，所述方法包括:
[0006]源节点广播包含链路质量等级的路由请求消息，所述链路质量等级为用来表示链路整体质量的物理量，由根据物理层和MAC层上传给路由层的链路服务质量信息计算得出；
[0007]收到所述路由请求消息的节点根据物理层和MAC层实时为路由层提供的所述链路服务质量信息，更新所述路由请求消息中的链路质量等级，并判断所述收到所述路由请求消息的节点是否为目标节点；[0008]若所述收到所述路由请求消息的节点不是目标节点，则所述收到所述路由请求消息的节点广播所述路由请求消息；
[0009]若所述收到所述路由请求消息的节点是目标节点，则所述目标节点判断所述路由请求消息中链路质量等级是否优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，若所述路由请求消息中链路质量等级优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，则保存所述相对更优的链路质量等级，将所述相对更优的链路质量等级更新至路由应答消息并发送所述路由应答消息；
[0010]所述源节点根据所述路由应答消息中的链路质量等级选择路径。
[0011]第二方面，本发明实施例提供了一种无线自组网中节点的路由装置，所述装置包括:
[0012]初始化模块，用于源节点广播包含链路质量等级的路由请求消息，所述链路质量等级为用来表示链路整体质量的物理量，由根据物理层和MAC层上传给路由层的链路服务质量信息计算得出；
[0013]更新模块，用于收到所述路由请求消息的节点根据物理层和MAC层实时为路由层提供的所述链路服务质量信息，更新所述路由请求消息中的链路质量等级，并判断所述收到所述路由请求消息的节点是否为目标节点；
[0014]广播模块，用于若所述收到所述路由请求消息的节点不是目标节点，则所述收到所述路由请求消息的节点广播所述路由请求消息；
[0015]应答模块，用于若所述收到所述路由请求消息的节点是目标节点，则所述目标节点判断所述路由请求消息中链路质量等级是否优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，若所述路由请求消息中链路质量等级优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，则保存所述相对更优的链路质量等级，将所述相对更优的链路质量等级更新至路由应答消息并发送所述路由应答消息；
[0016]选择模块，用于所述源节点根据所述路由应答消息中的链路质量等级选择路径。
[0017]本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
[0018]从上述本发明实施例可知，由于利用了已有的控制消息，将相关的服务质量(Quality of Service, QoS)因素放在其路由请求消息和路由应答消息的保留字段中，并且利用了物理层和MAC层上传给路由层的链路信息，从而不再需要周期性发送系统维护消息，因此，节省了带宽资源，同时在不额外增加控制消息负载的条件下，实现了对QoS因素的考虑。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明一种无线自组网中节点的路由方法的第一实施例流程图；
[0021]图2为本发明一种无线自组网中节点的路由方法第二实施例流程图；
[0022]图3为本发明一种无线自组网中节点的路由方法第三实施例流程图；[0023]图4为本发明一种无线自组网中节点的路由装置第一实施例结构示意图；
[0024]图5为本发明一种无线自组网中节点的路由装置更新模块第一实施例结构示意图。
[0025]图6为本发明一种无线自组网中节点的路由装置选择模块第一实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0027]本发明一种无线自组网中节点的路由方法第一实施例流程，参见图1，所述方法包括:
[0028]101:源节点广播包含链路质量等级的路由请求消息，所述链路质量等级为用来表示链路整体质量的物理量，由根据物理层和MAC层上传给路由层的链路服务质量信息计算得出。
[0029]由于源节点要加入组播树，或者向组播树发送数据，但是目前源节点处没有到该组播树的路由，所以需发送路由请求消息。
[0030]路由层根据物理层和MAC层上传的链路服务质量信息，如信噪比、信干噪比、误包率、丢包率、误帧率、信道总带宽、信道可用带宽、传输延时等，选取应用场景中关注的因素以计算本节点的各相邻链路的质量，用于后续的路由过程，增强了协议的实用性。在本实施例中定义一个名为链路质量等级的物理量来表示链路的质量，用LQ表示。
[0031]对链路质量等级作如下定义:用BW(U，V)表示节点u和节点V之间的信道可用带宽，用SNR(u, V)表示节点u和节点V之间的信噪比，用DL(u, v)表示节点u和节点v之间的传输延时。在本实施例中使用信道可用带宽BW (U，V)、信噪比SNR (U，V)和传输延时DL(U，V)的加权来表不一条链路或路径的QoS状态/[目息，将其称为链路质量等级，在具体使用时，可以根据应用场景的具体业务需求，选取业务较关注的因素更换有关QoS信息。假设节点Ui有η个邻居节点U1, U2,, un,那么它与每一个邻居节点间的链路都有一个信道带宽信息、信噪比信息和传输延时信息，所以节点上应有η个信道可用带宽信息Bff (ui； U1)，Bff (ui； u2), - ,Bff (ui； un)、η 个信噪比信息 SNR (Ui, U1)，SNR (Ui, U2)，…，SNR (Ui, un)和η个传输延时信息DL(Ui, U1), DL(Ui, U2),..., DL(ui； un)。用LQ(u, V)表示节点u和节点v间的链路质量等级，其计算方法为:
【权利要求】
1.一种无线自组网中节点的路由方法，其特征在于，所述方法包括: 源节点广播包含链路质量等级的路由请求消息，所述链路质量等级为用来表示链路整体质量的物理量，由根据物理层和MAC层上传给路由层的链路服务质量信息计算得出； 收到所述路由请求消息的节点根据物理层和MAC层实时为路由层提供的所述链路服务质量信息，更新所述路由请求消息中的链路质量等级，并判断所述收到所述路由请求消息的节点是否为目标节点； 若所述收到所述路由请求消息的节点不是目标节点，则所述收到所述路由请求消息的节点广播所述路由请求消息； 若所述收到所述路由请求消息的节点是目标节点，则所述目标节点判断所述路由请求消息中链路质量等级是否优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，若所述路由请求消息中链路质量等级优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，则保存所述相对更优的链路质量等级，将所述相对更优的链路质量等级更新至路由应答消息并发送所述路由应答消息； 所述源节点根据所述路由应答消息中的链路质量等级选择路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新所述路由请求消息中的链路质量等级包括: 将所述链路质量等级的值改为原值与收到所述路由请求消息的链路所对应的链路质量等级之和。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述所述源节点根据所述路由应答消息中的链路质量等级选择路径包括: 所述源节点在所述路由应答消息中选出具有最小链路质量等级的路由应答消息所对应的路径作为源节点加入该组播树的树枝。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新所述路由请求消息中的链路质量等级包括: 比较收到所述路由请求消息的链路所对应的链路质量等级的值与所述路由请求消息中的链路质量等级的值，取值较大的链路质量等级更新所述路由请求消息中的链路质量等级。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述所述源节点根据所述路由应答消息中的链路质量等级选择路径包括: 所述源节点对所述路由应答消息中链路质量等级和跳数进行计算得出路由尺度，选择最佳路由尺度对应的路径，作为所述源节点加入该组播树的树枝。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述链路质量等级由信道可用带宽、信道总带宽、信噪比、信干噪比、误包率、丢包率、误帧率、传输延时中任意几项计算得出。
7.一种无线自组网中节点的路由装置，其特征在于，所述装置包括: 初始化模块，用于源节点广播包含链路质量等级的路由请求消息，所述链路质量等级为用来表示链路整体质量的物理量，由根据物理层和MAC层上传给路由层的链路服务质量信息计算得出； 更新模块，用于收到所述路由请求消息的节点根据物理层和MAC层实时为路由层提供的所述链路服务质量信息，更新所述路由请求消息中的链路质量等级，并判断所述收到所述路由请求消息的节点是否为目标节点； 广播模块，用于若所述收到所述路由请求消息的节点不是目标节点，则所述收到所述路由请求消息的节点广播所述路由请求消息； 应答模块，用于若所述收到所述路由请求消息的节点是目标节点，则所述目标节点判断所述路由请求消息中链路质量等级是否优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，若所述路由请求消息中链路质量等级优于该上一跳节点对应的已保存的链路质量等级，则保存所述相对更优的链路质量等级，将所述相对更优的链路质量等级更新至路由应答消息并发送所述路由应答消息； 选择模块，用于所述源节点根据所述路由应答消息中的链路质量等级选择路径。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述更新模块包括: 第一更新单元，用于将所述链路质量等级的值改为原值与收到所述路由请求消息的链路所对应的链路质量等级之和。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述选择模块包括: 第一选择单元，用于所述源节点在所述路由应答消息中选出具有最小链路质量等级的路由应答消息所对应的路径作为源节点加入该组播树的树枝。
10.根据权利要 求7所述的装置，其特征在于，所述更新模块包括: 第二更新单元，用于比较收到所述路由请求消息的链路所对应的链路质量等级的值与所述路由请求消息中的链路质量等级的值，取值较大的链路质量等级更新所述路由请求消息中的链路质量等级。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述选择模块包括: 第二选择单元，用于所述源节点对所述路由应答消息中链路质量等级和跳数进行计算得出路由尺度，选择最佳路由尺度对应的路径，作为所述源节点加入该组播树的树枝。
12.根据权利要求7至11任意一项所述的装置，其特征在于，所述链路质量等级由信道可用带宽、信道总带宽、信噪比、信干噪比、误包率、丢包率、误帧率、传输延时中任意几项计算得出。
【文档编号】H04W40/12GK103826283SQ201410074494
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】何超男, 林威, 丁才武, 智耀东, 黄培雄 申请人:深圳市通创通信有限公司