基于自组网的链路选择方法、路由器、系统及存储介质与流程

本技术涉及自组网，尤其涉及一种基于自组网的链路选择方法、路由器、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着经济水平的提高，越来越多的家庭会选择大户型、复式房或别墅等住宅，或者，某些公司会使用面积较大的办公室，但是隔墙、楼梯等会导致无线信号衰减，从而降低了无线传输速率，影响无线传输质量。因此，在一个相对较大的空间中，单台路由器已经无法完整的覆盖所有区域。

2、目前，可使用多台路由器组成一个网络拓扑，从而实现网络覆盖范围的扩大。但是使用多台路由器组网面临复杂的无线网络环境，基于新路由器加入、路由器之间的连接类型变更、路由器之间的连接不稳定、路由器位置变更、外部设备干扰等各种原因，回程链路的链路质量可能会发生变化。在自组网环境下，如何优化回程链路成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于自组网的链路选择方法、路由器、系统及存储介质，解决了在自组网环境下如何自动优化回程链路的技术问题。

2、为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例提供一种基于自组网的链路选择方法。该方法可以应用于自组网系统的主路由器。该方法包括：在已经建立的拓扑结构上，根据自组网系统中从路由器的数量规划n条链路；根据n条链路中每条链路的回程链路度量信息，获取每条链路的初始预估带宽，每条链路的回程链路度量信息为每条链路的从路由器对拓扑结构的回程链路测量得到的；根据每条链路的无线层级数，得到衰减后的初始预估带宽；根据每条链路的第一路由器下连接的sta设备数量，获取第一衰减量；根据每条链路的第一子链路的信道利用率，获取第二衰减量；将衰减后的初始预估带宽减去第一衰减量和第二衰减量，得到每条链路的最终预估带宽；在得到n条链路的最终预估带宽后，选择第一链路，该第一链路为n条链路中最终预估带宽最大的链路。

4、在上述方案中，当由于新路由器加入、路由器之间的连接类型变更、路由器之间的连接不稳定、路由器位置变更、外部设备干扰等原因导致回程链路的链路质量发生变化时，主路由器可以从各个从路由器收集回程链路度量信息，得到每条链路的初始预估带宽，然后结合无线连接类型的衰减对预估带宽的影响、从路由器所挂载的sta设备对预估带宽的影响、信道利用率对预估带宽的影响等因素，对每条链路的初始预估带宽进行调整，使得重新得到的预估带宽更准确。如此，主路由器可以从n条链路中筛选出一条性能最优的链路，实现了回程链路的优化，从而提升了用户使用终端设备接入自组网各个节点时的上网体验。

5、在一些实施例中，每条链路的回程链路度量信息可以包括以下至少一项：每条链路的频段、每条链路的传输速率、每条链路的空间流个数、每条链路的保护间隔和每条链路的频宽。示例性地，可以预先建立频段、传输速率、空间流个数、保护间隔、频宽，与预估带宽的对应关系表。在获得每条链路的频段、每条链路的传输速率、每条链路的空间流个数、每条链路的保护间隔和每条链路的频宽的情况下，主路由器可以通过查阅映射关系表，获取每条链路的初始预估带宽。

6、应理解，与仅根据rssi预估链路的带宽相比，通过收集每条链路的频段、每条链路的传输速率、每条链路的空间流个数、每条链路的保护间隔和每条链路的频宽等多种链路信息，能够更为准确地得到每条链路的初始预估带宽。

7、在一些实施例中，回程链路度量信息还可以包括链路的rssi。相应地，在根据n条链路中每条链路的回程链路度量信息，获取每条链路的初始预估带宽之前，该方法还可以包括：从每条链路的回程链路度量信息中，获取每条链路的rssi；确定与每条链路的rssi指示对应的传输速率。其中，链路的接收信号强度和链路的传输速率的对应关系为预先设置的。示例性地，针对不同频段的信号强度范围与传输速率分别建立映射关系表，比如，建立2.4g频段信号强度与传输速率的映射关系表、5g频段信号强度与传输速率的映射关系表。主路由器可以根据链路的频段，通过查表方式获取与每条链路的rssi指示对应的传输速率。

8、应理解，在某些情况下rssi并不能很好的反映出链路的带宽，而传输速率可以更好的反映出链路的带宽，此时可根据传输速率计算链路的预估带宽。

9、在一些实施例中，回程链路度量信息还可以包括链路的层级数及连接类型。相应地，根据每条链路的无线层级数，得到衰减后的初始预估带宽，包括：从每条链路的回程链路度量信息中，获取每条链路的层级数及连接类型；根据每条链路的层级数及连接类型，确定每条链路的无线层级数；在n条链路中第i条链路的无线层级数大于或等于2的情况下，采用下述关系式得到衰减后的初始预估带宽：

10、tp(i)*α*(ln(i)-1)；

11、其中，每条链路的层级数是指从位于每条链路的最低层级的从路由器到主路由器之间的子链路数量，每条链路的无线层级数是指从位于每条链路的最低层级的从路由器到主路由器之间的无线连接子链路的数量，连接类型为无线连接类型或有线连接类型，tp(i)表示n条链路中第i条链路的初始预估带宽，α为无线衰减系数，ln(i)表示第i条链路的无线层级数。

12、应理解，在n条链路中第i条链路的无线层级数大于或等于2的情况下，通过将初始预估带宽乘以无线衰减系数、无线层级数，可以有效降低无线连接类型的衰减对预估带宽的影响，使得重新计算得到的初始预估带宽更接近真实的带宽。需要说明的是，当链路的无线层级数等于1时可以无需将其乘以无线衰减系数。

13、在一些实施例中，回程链路度量信息还可以包括路由器下连接的sta设备数量。相应地，根据每条链路的第一路由器下连接的sta设备数量，获取第一衰减量，包括：从每条链路的回程链路度量信息中，获取每条链路的第一路由器下连接的sta设备数量；根据sta设备数量，采用下述关系式获取第一衰减量：

14、β*numsta(i)；

15、其中，β为负载权重系数，numsta(i)表示n条链路中第i条链路的第一路由器下连接的sta设备数量。

16、示例性地，每条链路的第一路由器为以下任意一项：在每条链路中位于最低层级的从路由器的上一层级的路由器；在每条链路中最高层级的从路由器；在每条链路中挂载sta设备的数量最多的路由器；在每条链路中的所有从路由器。

17、应理解，路由器下连接的sta设备越多，对预估带宽的影响越大。通过将负载权重系数与第一路由器下连接的sta设备数量相乘，得到第一衰减量，再减去第一衰减量，可以有效降低ap设备所挂载的sta设备对预估带宽的影响，使得最终得到的预估带宽更接近真实的带宽。

18、在一些实施例中，回程链路度量信息还可以包括各个子链路的信道利用率。相应地，根据每条链路的第一子链路的信道利用率，获取第二衰减量，包括：从每条链路的回程链路度量信息中，获取每条链路的第一子链路的信道利用率；根据每条链路的第一子链路的信道利用率，采用下述关系式获取第二衰减量：

19、γ*chubssid(i)；

20、其中，γ为信道利用率系数，chubssid(i)表示n条链路中第i条链路的第一子链路的信道利用率。

21、示例性地，每条链路的第一子链路为以下任意一项：每条链路的至少一个子链路中用于连接最低层级的从路由器、及位于最低层级的上一层级的路由器的子链路；每条链路的至少一个子链路中用于连接主路由器、及最高层级的从路由器的子链路。

22、应理解，一个子链路的信道利用率越高，剩余的可用带宽越小，对预估带宽的影响越大。通过将信道利用率系数与第一子链路的信道利用率相乘得到第二衰减量，再减去第二衰减量，可以有效降低信道利用率对预估带宽的影响，使得最终得到的预估带宽更接近真实的带宽。

23、在一些实施例中，将衰减后的初始预估带宽减去第一衰减量和第二衰减量，得到每条链路的最终预估带宽，包括：采用下述关系式计算每条链路的最终预估带宽：

24、

25、其中，m表示在建立拓扑结构的预设时长后连续采集回程链路度量数据的次数，tp(ij)表示在第j次采集中第i条链路的初始预估带宽，α为无线衰减系数，ln(i)表示第i条链路的无线层级数，β为负载权重系数，numsta(i)表示n条链路中第i条链路的第一路由器下连接的sta设备数量，γ为信道利用率系数，chubssid(i)表示n条链路中第i条链路的第一子链路的信道利用率。

26、应理解，在主路由器从各个从路由器周期性连续采集m次回程链路度量数据时，由于拓扑结构稳定不变，因此理论上每次采集回程链路度量数据中的ln(i)保持不变，而当在路由器下挂载sta设备数量改变时可能会导致β*numsta(i)动态变化，当sta设备的业务改变时可能会导致γ*chubssid(i)动态变化，当链路的频段、传输速率、空间流个数、保护间隔和/或频段等改变时可能会导致tp(ij)动态变化。当β*numsta(i)、γ*chubssid(i)和tp(ij)动态变化时，预估带宽可能发生变化。针对每条链路，通过对m个矫正后的预估带宽取平均值，可以使最终获得的预估带宽更为准确，有效降低了由某些偶然因素导致的误差。

27、在一些实施例中，在根据自组网系统中从路由器的数量规划n条链路之前，该方法还包括：向自组网系统中的每个从路由器发送回程链路度量查询报文；接收每个从路由器返回的回程链路度量响应报文，回程链路度量响应报文包含回程链路度量信息；更新在数据结构中存储的每个从路由器的回程链路度量信息。

28、示例性地，主路由可以在下述任意一种情况下触发链路优选过程：在主路由器检测到从路由器加入自组网，并建立拓扑结构的情况下，向自组网系统中的每个从路由器发送回程链路度量查询报文；或者，在主路由器检测到自组网系统中路由器之间的连接类型发生改变，并重新建立拓扑结构的情况下，向自组网系统中的每个从路由器发送回程链路度量查询报文；或者，主路由器按照预设周期，向自组网系统中的每个从路由器发送回程链路度量查询报文。

29、应理解，主路由通过向每个从路由器发送回程链路度量查询报文，可以在自组网的网络环境发生变化时获取这些从路由器的回程链路度量信息，从而优化回程链路。

30、在一些实施例中，在选择第一链路之后，该方法还可以包括：判断第一链路是否属于拓扑结构；在第一链路不属于拓扑结构的情况下，确定待连接至第一链路的从路由器；向该路由器发送回程链路切换请求报文，回程链路切换请求报文包含第一链路的基础服务设置标识和信道信息。

31、应理解，在自组网的网络环境发生变化时，已建立的拓扑结构中的链路有可能已经是最优回程链路，此时不需要优化回程链路。如果已建立的拓扑结构中的链路不包含最优回程链路，此时需要优化回程链路，并通知尚未连接至最优回程链路的从路由器切换链路。

32、在一些实施例中，在向待连接至第一链路的从路由器发送回程链路切换请求报文之后，该方法还包括：接收该路由器返回的回程链路切换结果消息，回程链路切换结果消息指示切换至第一链路成功或失败；在回程链路切换结果消息指示切换至第一链路失败的情况下，重新向自组网系统中的每个从路由器发送回程链路度量查询报文，或者，重新向待连接至第一链路的从路由器发送回程链路切换请求报文。

33、应理解，主路由器通过从待连接至第一链路的从路由器获取回程链路切换结果消息，可以及时获知该从路由器是否已经成功切换到最优回程链路，并确定是否需要重新发起链路度量或链路连接。

34、第二方面，本技术实施例提供一种基于自组网的链路选择方法。该方法可以应用于自组网系统的从路由器。该方法可以包括：周期性对从路由器的回程链路测量得到回程链路度量信息；接收来自主路由器的回程链路度量查询报文；响应于回程链路度量查询报文，向主路由器返回回程链路度量响应报文，回程链路度量响应报文包含该回程链路度量信息；接收来自主路由器的回程链路切换请求报文，回程链路切换请求报文包含第一链路的基础服务设置标识和信道信息，第一链路为根据自组网系统中各个从路由器的回程链路度量信息得到的预估带宽最大的链路；响应于回程链路切换请求报文，断开原有的回程链路，并尝试连接至第一链路。

35、在上述方案中，当由于新路由器加入、路由器之间的连接类型变更、路由器之间的连接不稳定、路由器位置变更、外部设备干扰等原因导致回程链路的链路质量发生变化时，从路由器通过对回程链路测量能够及时检测到这些变化参数，并将其反馈至主路由器，从而便于主路由器根据这些变化参数，得到每条链路的预估带宽，进而根据筛选出的性能最优的链路优化回程链路。另外，根据主路由器的回程链路切换请求报文，从路由器可以切换至最优回程链路。

36、在一些实施例中，上述回程链路度量信息包括以下至少一项：从路由器的回程链路的频段、从路由器的回程链路的传输速率、从路由器的回程链路的空间流个数、从路由器的回程链路的保护间隔和从路由器的回程链路的频宽。

37、应理解，从路由器通过回程链路的频段、回程链路的传输速率、回程链路的空间流个数、回程链路的保护间隔和回程链路的频宽等多种链路信息，便于主路由器根据这些信息更为准确地得到回程链路的初始预估带宽。

38、在一些实施例中，在尝试连接至所述第一链路之后，该方法还包括：向主路由器发送回程链路切换结果消息，该回程链路切换结果消息指示切换至第一链路成功或失败。

39、应理解，待连接至第一链路的从路由器通过向主路由器返回回程链路切换结果消息，可以使主路由器及时获知是否已经成功切换到最优回程链路，并确定是否需要重新发起链路度量或链路连接。

40、第三方面，本技术实施例提供一种基于自组网的链路选择方法。该方法可以应用于自组网系统，自组网系统包括主路由器以及多个从路由器。该方法包括：主路由器向多个从路由器中的每个从路由器发送回程链路度量查询报文；每个从路由器响应于回程链路度量查询报文，对每个从路由器的回程链路测量得到回程链路度量信息，并向主路由器返回回程链路度量响应报文，回程链路度量响应报文包含回程链路度量信息；主路由器根据从路由器的数量规划n条链路，并根据n条链路中每条链路的回程链路度量信息，获取每条链路的初始预估带宽；主路由器根据每条链路的无线层级数，每条链路的第一路由器下连接的sta设备数量，每条链路的第一子链路的信道利用率，获取每条链路的最终预估带宽，以及选择第一链路，第一链路为n条链路中最终预估带宽最大的链路；主路由器向多个从路由器中的第一路由器发送回程链路切换请求报文，回程链路切换请求报文包含第一链路的基础服务设置标识和信道信息；第一路由器响应于回程链路切换请求报文，断开原有的回程链路，并连接至第一链路。

41、在上述方案中，在由主路由器和多个从路由器组成的自组网系统中，当主路由器检测到新路由器加入自组网、路由器之间的连接类型变更时主路由器触发链路优选过程，或者，主路由器周期性触发链路优选过程，从而自动优化了回程链路，提升了用户使用终端设备接入自组网各个节点时的上网体验。

42、第四方面，本技术提供一种装置，该装置包括用于执行上述第一方面或第二方面中的方法的单元。该装置可对应于执行上述第一方面或第二方面中描述的方法，该装置中的单元的相关描述请参照上述第一方面或第二方面的描述，为了简洁，在此不再赘述。

43、第五方面，本技术提供一种路由器。路由器可以为主路由器。该路由器包括处理器，以及与处理器耦合的存储器。其中，存储器中存储有指令，处理器执行该指令时，使得主路由器执行上述第一方面的基于自组网的链路选择方法。

44、第六方面，本技术提供一种路由器。路由器可以为从路由器。该路由器包括处理器，以及与处理器耦合的存储器。其中，存储器中存储有指令，处理器执行该指令时，使得从路由器执行上述第二方面的基于自组网的链路选择方法。

45、第七方面，本技术提供一种自组网系统。该自组网系统包括主路由器以及与主路由器连接的多个从路由器。其中，主路由器用于执行如上述第一方面的基于自组网的链路选择方法，从路由器用于执行如上述第二方面的基于自组网的链路选择方法。

46、第八方面，本技术提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括计算机指令。当计算机指令在路由器上运行时，使得该路由器执行如第一方面或第二方面提供的基于自组网的链路选择方法。

47、第九方面，本技术提供一种计算机程序产品。当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面或第二方面提供的基于自组网的链路选择方法。

48、第十方面，本技术提供一种芯片系统。该芯片系统包括一个或多个接口电路和一个或多个处理器。该接口电路和处理器通过线路互联。该芯片系统可以应用于包括通信模块和存储器的终端设备。该接口电路用于从终端设备的存储器接收信号，并向处理器发送接收到的信号，该信号包括存储器中存储的计算机指令。当处理器执行该计算机指令时，路由器可以执行如第一方面或第二方面提供的基于自组网的链路选择方法。

49、可以理解，上述第四方面至第十方面的有益效果可以参见上述第一方面至第三方面中的相关描述，在此不再赘述。