无线Mesh网络的路由方法及其装置、无线Mesh网络制造方法及图纸

本发明专利技术属于通信技术领域，具体涉及一种无线Mesh网络的路由方法。该无线Mesh网络的路由方法，包括多个路由器，所述路由器采用路由判据指标进行路径选择，对链路中的每一路径计算原始路由判据指标，并采用“瓶颈链路因子”和/或“波动系数”对所述原始路由判据指标进行修正，其中：“瓶颈链路因子”为包括所有信道的路由判据指标之和与在所有信道的路由判据指标中产生的最大路由判据指标的加权计算和；“波动系数”为包括当前周期路由判据指标、历史周期路由判据指标的加权计算和。该无线Mesh网络的路由方法采用了基于上下文信息的路由算法，充分考虑链路干扰对路由判定过程的影响，链路质量更佳，网络更稳定、吞吐量更大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，具体涉及一种无线Mesh网络的路由方法、无线Mesh网络的路由装置和无线Mesh网络。
技术介绍
无线Mesh网络(wirelessmeshnetwork，无线网状网络)是一种多跳、机动性强、抗毁性强的无线网络结构，灵活的组网方式以及易部署的特点是其在应急系统等特殊环境中应用的重要前提。无线Mesh网络由meshrouters(路由器)和meshclients(客户端)组成，其中路由器构成骨干网络，并和有线的internet网相连接，负责为客户端提供多跳的无线internet连接。无线Mesh网络也称“多跳(multi-hop)”网络，是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术，路由协议是设计无线Mesh网络的关键因素之一，如何进行路由选择是影响网络性能的一个重要问题。IEEE802.11s[1]是IEEE标准组为无线Mesh网络设计的一套协议标准，提供邻居发现、路由维护、安全性管理等多项功能。HWMP(hybridwirelessmeshprotocol)是IEEE802.11s推荐的典型路由协议，为无线Mesh网络提供多跳网络最重要的路由发现、路由切换、路由管理以及数据转发等服务。作为一个工作在2层的混合路由协议，HWMP可以同时为树状和网状网络提供路由服务，比传统的3层路由协议开销更小，效率更高。HWMP由被动路由和主动路由两部分组成，其被动路由部分从源驱动路由协议(AdhocOn-demandDistanceVectorRouting，简称AODV)发展而来，加入感知链路质量的指标(metric)作为路由判据；其主动路由部分是针对树状网络应用的先验式路由，通过路由管理帧周期性地维护路由表。HWMP使用的路由判据指标称为空时指标，反映了传输一个帧所需的时间，如公式(1)所示：Ca=(Oca+Op+Btr)×11-ept---(1)]]>公式(1)作为802.11s的基本路由判据公式，其中：Oca为传输一个帧所需的固定开销，包括信道接入的开销和物理层协议处理的开销，由设备的物理层决定；Op为MAC层处理开销，为一个常量；Bt为帧的长度，以bit为单位；r为发送比特速率；ept为该帧按照当前速率tx发送的错误率。目前，标准的基于802.11s的无线Mesh网络路由技术主要包括三种方式：按需路由方式、先应式路由方式和混合路由方式。由于无线Mesh网络情况变化的不确定性，使得多接口多信道无线Mesh网络中充满了各种干扰，流量变化、终端移动等影响网络性能的因素，这些因素都导致了链路质量处于波动状态。而上述三种路由方式各有特点且存在部分问题，其路由判据指标均没有考虑链路历史状况的波动变化情况以及外部干扰变化情况，忽略了无线Mesh网络链路质量的不断波动变化所带来的影响。在无线Mesh网络中，网络中的链路间的干扰包括内部干扰和外部干扰，其中来自于本网络中的链路间的干扰属于内部干扰，来自于外部无线网络或者其他信号干扰源的干扰属于外部干扰。由于直接去测量内部干扰、外部干扰不仅比较复杂也不现实。因此，针对无线Mesh网络，需要设计一种适用于无线多信道多接口Mesh网络的路由方法，提出一个可以反映链路状况变化的综合参考指标，以便对当前一段时间中链路状况进行准确分析，并结合内部干扰、外部干扰的情况为路径选择提供依据。因此，设计一种高效、准确的路由方法成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种无线Mesh网络的路由方法、无线Mesh网络的路由装置和无线Mesh网络，其通过设定可以反映链路状况变化的综合参考指标，基于“瓶颈链路”以及对当前一段时间中链路状况的准确分析，为无线Mesh网络提供更佳的信道分配。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是该无线Mesh网络的路由方法，包括多个路由器，所述路由器采用路由判据指标进行路径选择，对链路中的每一路径计算原始路由判据指标，并采用“瓶颈链路因子”和/或“波动系数”对所述原始路由判据指标进行修正，其中：“瓶颈链路因子”为包括所有信道的路由判据指标之和与在所有信道的路由判据指标中产生的最大路由判据指标的加权计算和；“波动系数”为包括当前周期路由判据指标、历史周期路由判据指标的加权计算和。优选的是，具体包括步骤：(1)测量初始化，周期性记录每一个Mesh路由器在固定周期的状态值，所述状态值包括原始路由判据指标；(2)遍历所有条源节点到目的节点的路径，测量和记录各条路径的端到端带宽；(3)根据业务最小带宽，筛选出备选路径；(4)在当前测量周期内，对各备选路径的路由判据指标进行修正；(5)根据修正后的路由判据指标，筛选出新的备选路径；(6)将在新的备选路径集合中修正后的路由判决指标最小的备选路径设定为路由路径。优选的是，所述原始路由判据指标计算公式为：Cak=(Ocak+Opk+Btkrk)×11-eptk]]>其中，k为K条备选路径中的其中一条，1≤k≤K，K为备选路径总数；为第k条路径的原始路由判据指标，为第k条路径传输一个帧所需的固定开销，为第k条路径的MAC层处理开销，为第k条路径的帧的长度，rk为第k条路径的发送比特速率，为第k条路径发送该帧按照当前速率tx发送的错误率。优选的是，n跳链路工作在信道j时，采用“瓶颈链路因子”的修正路由判据指标为：Yj=ΣinterferencehopkonchanneljCak,1≤j≤c]]>以及AMPk=(1-α)×Σk=1nCak+α×max1≤j≤cYj]]>其中，为“瓶颈链路”，为工作在1～c信道上所有可能产生Yj的最大值；c为信道总数；Yj为n跳链路工作在信道j时所获得的α为经验因子，取值范围为0～1。优选的是，采用“波动系数”的修正路由判据指标为：AMPk＝γ×Current(AMPk)+(1-γ)×Context(AMPk)其中，Current(AMPk)为当前周期的该链路的路由判据指标，Context(AMPk)为前一历史周期的该链路的路由判据指标；γ为波动系数，取值范围为0～1。一种无线Mesh网络的路由装置，包括多个路由器，所述路由器包括用于计算原始路由判据指标的路由判据指标计算单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线Mesh网络的路由方法，包括多个路由器，所述路由器采用路由判据指标进行路径选择，其特征在于，对链路中的每一路径计算原始路由判据指标，并采用“瓶颈链路因子”和/或“波动系数”对所述原始路由判据指标进行修正，其中：“瓶颈链路因子”为包括所有信道的路由判据指标之和与在所有信道的路由判据指标中产生的最大路由判据指标的加权计算和；“波动系数”为包括当前周期路由判据指标、历史周期路由判据指标的加权计算和。

【技术特征摘要】
1.一种无线Mesh网络的路由方法，包括多个路由器，所述
路由器采用路由判据指标进行路径选择，其特征在于，对链路中
的每一路径计算原始路由判据指标，并采用“瓶颈链路因子”和/
或“波动系数”对所述原始路由判据指标进行修正，其中：“瓶
颈链路因子”为包括所有信道的路由判据指标之和与在所有信道
的路由判据指标中产生的最大路由判据指标的加权计算和；“波
动系数”为包括当前周期路由判据指标、历史周期路由判据指标
的加权计算和。
2.根据权利要求1所述的无线Mesh网络的路由方法，其特
征在于，具体包括步骤：
(1)测量初始化，周期性记录每一个Mesh路由器在固定周
期的状态值，所述状态值包括原始路由判据指标；
(2)遍历所有条源节点到目的节点的路径，测量和记录各条
路径的端到端带宽；
(3)根据业务最小带宽，筛选出备选路径；
(4)在当前测量周期内，对各备选路径的路由判据指标进行
修正；
(5)根据修正后的路由判据指标，筛选出新的备选路径；
(6)将在新的备选路径集合中修正后的路由判决指标最小的
备选路径设定为路由路径。
3.根据权利要求1所述的无线Mesh网络的路由方法，其特
征在于，所述原始路由判据指标计算公式为：
Cak=(Ocak+Opk+Btkrk)×11-eptk]]>其中，k为K条备选路径中的其中一条，1≤k≤K，K为备选路
径总数；为第k条路径的原始路由判据指标，为第k条路径传
输一个帧所需的固定开销，为第k条路径的MAC层处理开销，
为第k条路径的帧的长度，rk为第k条路径的发送比特速率，为
第k条路径发送该帧按照当前速率tx发送的错误率。
4.根据权利要求1所述的无线Mesh网络的路由方法，其特
征在于，n跳链路工作在信道j时，采用“瓶颈链路因子”的修正
路由判据指标为：
Yj=ΣinterferencehopkonchanneljCak,1≤j≤c]]>以及AMPk=(1-α)×Σk=1nCak+α×max1≤j≤cYj]]>其中，为“瓶颈链路”，为工作在1～c信道上所有可能
产生Yj的最大值；c为信道总数；Yj为n跳链路工作在信道j时所
获得的α为经验因子，取值范围为0～1。
5.根据权利要求1所述的无线Mesh网络的路由方法，其特
征在于，采用“波动系数”的修正路由判据指标为：
AMPk＝γ×Current(AMPk)+(1-γ)×Context(AMPk)
其中，Current(AMPk)为当前周期的该链路的路由判据指标，
Context(AMPk)为前一历史周期的该链路的路由判据指标；γ为波动
系数，取值范围为0～1。
6.一种无线Mesh网络的路由装置，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雷，房秉毅，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11