一种联合路由度量与部分重叠信道分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种联合路由度量与部分重叠信道分配方法包括：确定信道中源节点与目的节点的位置；为源节点与目的节点分配信道；源节点向其多播发送路由请求报文，直到到达到目的节点；收到路由请求报文的节点根据路由度量，选择性地回复路由应答报文；收到路由应答报文的节点根据路由度量，选择性地更新路由表。本发明专利技术在保证连通性的情况下，改进了路由度量，提高了整体网络的灵活性和动态性，提升了吞吐量，降低了路由开销。

A joint routing metric and partially overlapped channel allocation method

The present invention discloses a combined routing metric and overlap including channel assignment method: determining the channel in the source node and the destination node position; for the distribution of source node and destination node channel; the source node to the multicast routing request message sent to the destination node, until reaching the node routing request packet is received; according to the routing metric. Selective reply route reply message; receiving node routing reply packets according to the routing metric, selectively update the routing table. The invention improves routing metric in the condition of ensuring connectivity, improves the flexibility and dynamics of the whole network, improves the throughput and reduces the routing overhead.

【技术实现步骤摘要】
一种联合路由度量与部分重叠信道分配方法
本专利技术涉及通信
，特别是指一种联合路由度量与部分重叠信道分配方法。
技术介绍
无线通信多使用电磁波来传输信息，通常信号都占用较宽频带，而能量主要集中在较窄的频带范围内。比如2.4GHzISM(industrial,scientific,medical)频段802.11b/g共划分为14条信道，通常只使用前11条信道。相邻信道的中心频率间隔为5MHz，而每条信道占用的频谱带宽为22MHz，因此信道间隔(即中心频率所代表的信道号的差值)必须达到5及以上时频谱才不会重叠，这样的信道称为正交信道(orthogonalchannel)。802.11b/g最多可用的正交信道为3条，频谱之间有交叠的信道称为部分重叠信道POC(partiallyoverlappedchannel)。传统的无线网络设计认为POC带来的邻信道干扰(adjacentchannelinterference)严重影响节点间的正常通信，因此通常为相隔很近的并行通信的2个节点分配正交信道。但是频谱资源的稀缺使得网络很难避免为相隔很近的链路分配相同信道。由此导致的共信道干扰(co-channelinterference)会降低数据传输速率，减少网络中的并行传输数，引发WMN容量下降等性能问题。随着认知无线电(cognitiveradio)和软件定义无线电(softwaredefinedradio)的发展，POC的干扰控制问题能够得到有效解决，节点可以根据自身观察到的干扰动态选择信道，从而增加网络中的并行传输数，提升网络的整体吞吐量性能。多射频多信道环境下的部分重叠信道的信道分配算法(PartiallyoverlappedchannelassignmentforMRMC-WMN，POCA)是借用加权冲突图的概念，根据节点的业务负载确定信道分配顺序的方法。该方法认为，距离网关越近的链路通常负载越重，在进行信道分配时应给予优先考虑。POCA的不足之处有：其一，只考虑了利用部分重叠信道的信道分配算法，没有考虑其与路由度量的结合，一般在信道分配算法的设计问题中，路由度量和信道分配算法是具有高度的依赖关系的，优化信道分配顺序的衡量公式在障碍物衰减模型下仍可以优化；其二，增强型路由度量中的协同因子没有量化成连续的数值，不利于计算且容易出现度量值相等的情况。其三，增强型路由度量的路由开销过大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种联合路由度量与部分重叠信道分配方法，能够进一步优化信道分配顺序，并降低路由开销。基于上述目的本专利技术实施例提供的联合路由度量与部分重叠信道分配方法，包括：确定信道中源节点与目的节点的位置；为源节点与目的节点分配信道；源节点向其多播发送路由请求报文，直到到达到目的节点；收到路由请求报文的节点根据路由度量，选择性地回复路由应答报文；收到路由应答报文的节点根据路由度量，选择性地更新路由表。在一些可选实施方式中，为源节点与目的节点分配信道包括：根据物理链路的拓扑结构计算每个节点的优先度，并按照优先度由高到低将每个节点与其邻居节点接口绑定；确定各接收端的信号强度与每个链路上连续取值的协同因子，并根据各协同因子的取值判断是否为对应链路分配信道。在一些可选实施方式中，所述每个链路上连续取值的协同因子为：在协同结构中，为接收节点的信号接收门限与接收节点的实际接收功率之比；在非协同结构中，为1；所述根据各协同因子的取值判断是否为对应链路分配信道为：仅为大于零小于等于一的协同因子对应的链路分配信道。在一些可选实施方式中，根据各协同因子的取值判断是否为对应链路分配信道之后，确定各链路分配优先级，并按照分配优先级由高到低，以已分配信道的链路对其干扰值最小为目标为链路分配信道，其中，分配优先级为该链路两端点的邻居节点数，与距离网关的最小跳数与对应协同因子之积之比。在一些可选实施方式中，所述路由请求报文包括源节点和目的节点的网络层地址信息；所述源节点向其多播发送路由请求报文，直到到达到目的节点为：源节点向邻居节点多播发送路由请求报文，邻居节点不断转发直到找到目的节点；同时，建立基于转发过程的反向路由表，并将源节点到路由链路的某一节点的链路值存入该链路的反向路由表中。在一些可选实施方式中，收到路由请求报文的节点根据路由度量，选择性地回复路由应答报文包括：收到路由请求报文的节点根据路由请求报文确定上一跳节点到本节点的目的地址和路由度量，其中，路由度量为对应链路的协同因子与期望发射次数之积；当本节点为目的节点时，同时计算多条路径的路由度量，使用反向路由通过路由度量最小的路径向源节点发送路由应答报文，并将目的节点到路由链路中的某一节点的链路值存入正向路由表中；若本节点不是第一次收到路由请求报文且其路由度量小于已回复路由请求报文的路由度量，则回复路由应答报文，否则丢弃该路由请求报文。在一些可选实施方式中，收到路由请求报文的节点根据路由度量，选择性地回复路由应答报文还包括；当本节点非目的节点但路由表中有到目的节点的路由时，将路由表中本节点到目的节点的路由与路由请求报文中源节点到本节点的路由相加，得到源节点到目的节点路由，并根据反向路由回复路由应答报文；当本节点非目的节点且路由表中没有到目的节点的路由时，转发该路由请求报文，当路由请求报文从源节点转发到不同节点时，所经过的节点均建立到源节点的反向路由；若本节点第一次收到路由应答报文或该路由请求报文的单跳路由度量小于以前收到的路由请求报文单跳度量，则更新反向路由并将到各邻居节点写入到路由请求报文中同时转发路由请求报文，否则丢弃该路由请求报文。在一些可选实施方式中，收到路由应答报文的节点根据路由度量，选择性地更新路由表包括：当本节点为源节点时，计算路由度量保存到正向路由表项中，并按照路由向目的节点发送数据分组。若本节点第一次收到路由应答报文，则将该条路由保存到路由表中；如果本节点不是第一次收到路由应答报文且该路由应答报文的路由度量小于之前收到的路由应答报文的路由度量，则将该条路由更新到路由表中，否则丢弃该路由应答报文；当本节点非源节点时，将路由应答报文中的路由与本节点中保存的反向路由相减作为本节点到目的节点正向路由，并使本节点按照反向路径向下一跳节点转发路由应答报文。在一些可选实施方式中，收到路由应答报文的节点根据路由度量，选择性地更新路由表之后还包括：每个包含路由的节点定期广播握手报文来维护路由，其中，当握手报文发现链路开路时，发送错误报文通知因链路断开而不可达的节点删除相应记录、或进行修复。从上面所述可以看出，本专利技术实施例提供的联合路由度量与部分重叠信道分配方法，通过为源节点与目的节点分配信道、源节点向其多播发送路由请求报文、收到路由请求报文的节点根据路由度量选择性地回复路由应答报文、收到路由应答报文的节点根据路由度量选择性地更新路由表的技术手段，在保证连通性的情况下，改进了路由度量，提高了整体网络的灵活性和动态性，提升了吞吐量，降低了路由开销。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合路由度量与部分重叠信道分配方法，其特征在于，包括：确定信道中源节点与目的节点的位置；为源节点与目的节点分配信道；源节点向其多播发送路由请求报文，直到到达到目的节点；收到路由请求报文的节点根据路由度量，选择性地回复路由应答报文；收到路由应答报文的节点根据路由度量，选择性地更新路由表。

【技术特征摘要】
1.一种联合路由度量与部分重叠信道分配方法，其特征在于，包括：确定信道中源节点与目的节点的位置；为源节点与目的节点分配信道；源节点向其多播发送路由请求报文，直到到达到目的节点；收到路由请求报文的节点根据路由度量，选择性地回复路由应答报文；收到路由应答报文的节点根据路由度量，选择性地更新路由表。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为源节点与目的节点分配信道包括：根据物理链路的拓扑结构计算每个节点的优先度，并按照优先度由高到低将每个节点与其邻居节点接口绑定；确定各接收端的信号强度与每个链路上连续取值的协同因子，并根据各协同因子的取值判断是否为对应链路分配信道。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每个链路上连续取值的协同因子为：在协同结构中，为接收节点的信号接收门限与接收节点的实际接收功率之比；在非协同结构中，为1；所述根据各协同因子的取值判断是否为对应链路分配信道为：仅为大于零小于等于一的协同因子对应的链路分配信道。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据各协同因子的取值判断是否为对应链路分配信道之后，确定各链路分配优先级，并按照分配优先级由高到低，以已分配信道的链路对其干扰值最小为目标为链路分配信道，其中，分配优先级为该链路两端点的邻居节点数，与距离网关的最小跳数与对应协同因子之积之比。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由请求报文包括源节点和目的节点的网络层地址信息；所述源节点向其多播发送路由请求报文，直到到达到目的节点为：源节点向邻居节点多播发送路由请求报文，邻居节点不断转发直到找到目的节点；同时，建立基于转发过程的反向路由表，并将源节点到路由链路的某一节点的链路值存入该链路的反向路由表中。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，收到路由请求报文的节点根据路由度量，选择性地回复路由应答报文包括：收到路由请求报文的节点根据路由请求报文确定上一跳节点到本节点的目的地址和路由度量，其中，路由度量为对应链路的协同因子与期望发射次数之积；当本节点为目的节点时，同时计算多条路径的路由度量，使用反向路由通过路由度量最小的路径向源节点发送路由应答报文，并将目的节点到路由链路中的某...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，杨斌，王一蓉，张勇，邓伟，刘军雨，丁一，王娟，刘凯明，李楠，牛新生，刘晗，崔荣喜，李彦，
申请(专利权)人：北京国电通网络技术有限公司，国网山东省电力公司经济技术研究院，国家电网公司，北京邮电大学，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11