一种无线网络路径质量动静态评估方法技术

一种无线网络路径质量动静态评估方法，涉及数据通信传输领域；包括如下步骤：步骤一、设定网络物理拓扑G对应N个节点的节点内的任意一条路径为Pi

A Dynamic and Static Evaluation Method for Wireless Network Path Quality

【技术实现步骤摘要】
一种无线网络路径质量动静态评估方法
本专利技术涉及一种数据通信传输领域，特别是一种无线网络路径质量动静态评估方法。
技术介绍
目前，常用的路径质量评估方法一般可分为2大类：基于硬件的链路质量评估和基于软件的链路质量评估。基于硬件的链路质量估计直接从硬件获取相关信息，如RSSI(receivedsignalstrengthindicator)、LQI(1inkqualityindicator)、SNR(signal-to-noiseratio)等。这类方法简单、开销小，但对系统硬件要求高，难以灵活布设，不能准确反映链路在一段时间内的状态。基于软件的链路质量评估方法一般通过周期性地发送控制分组来探测链路的质量，如ETX(expectedtransmissioncount)，或使用某种预测机制对链路在将来一段时间内的质量进行预测。这类方法能够准确反映当前的链路质量，但控制分组会大大增加评估开销。并且传统的基于硬件或基于软件的无线网络质量评估方法侧重考虑节点间路径的物理传输性能及通断情况，未从业务传输质量角度对节点内、节点间的路径进行综合评估，并且主要依靠频繁发送控制消息，反复进行节点间的协议交互来完成路径质量的动态更新，难以适用于一些资源受限、控制不够灵活的无线网络中。“突发性链路感知的自适应链路质量估计方法”采用节点周期性地发送控制分组。采用长周期主动探测机制探测链路的质量，当低于某一阈值时，触发短周期链路质量探测过程。只考虑节点间的路径质量，并且各节点只完成与其相邻路径质量的估计，需要进行探测信息的频繁交互。“并行多路传输路径质量评估模型”定期监控并分析每条路径的数据处理能力，根据相关信息，评估、计算路径的质量，选择相应的路径进行传输。需精确的感知每条路径当前的传输状态，并实时评估每条路径的数据处理能力，方法复杂，需消耗大量网络资源。“一种路径评估方法及装置”，专利号：CN201210290227.5。根据所述路径质量评估参数将路径分为可用路径与不可用路径，在可用路径传输数据，在不可用路径发送心跳报文，来计算所述路径的往返时延、丢包率和拥塞窗口。不能实时计算并更新数据传输路径的当前动态状态，需要多耗费网络路径资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种无线网络路径质量动静态评估方法，实时对探测包发送频率进行调整，实现了对动静态路径质量参数表的优化。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种无线网络路径质量动静态评估方法，包括如下步骤：步骤一、已知无线网络物理拓扑G，网络物理拓扑G对应N个节点，任意节点为Vq；N为大于1的正整数；q为正整数，且1≤q≤N；设定每个节点内有L条路径，L为大于等于1的正整数；任意节点内的任意一条路径为Pinode，i为正整数，且1≤i≤L；设定N个节点之间共有M条路径，M为大于等于1的正整数；任意两个节点间的路径为j为正整数，且1≤j≤M；步骤二、测量得到任意节点内任意一条路径的承载信号带宽为任意节点内任意一条路径对信号的延迟为Tinode；任意节点内任意一条路径的误码率为任意两个节点间路径的承载信号带宽为任意两个节点间路径对信号的延迟为任意两个节点间路径的误码率为为所有节点内的路径编号，为所有节点间的路径编号，获得路径质量参数表；步骤三、当外部网络管理控制单元有将低时延业务通过网络物理拓扑G发送至目标节点Vq的需求时，根据低时延要求业务的质量要求查询路径质量参数表，获得预设路径p；预设路径p包括K条节点内路径和节点间路径pk，分别为p1、…、pK，其中，K为正整数；k为正整，数且1≤k≤K；外部网络管理控制单元生成路径时延参数探测包，路径时延参数探测包包括帧头、业务时延要求thr和时间戳；将路径时延参数探测包沿预设路径p发送至目标节点Vq；步骤四、目标节点Vq对路径时延参数探测包进行解析，解析出业务时延要求thr和时间戳；将时间戳与当前目标节点时间进行差值计算，得到各条节点内路径和节点间路径pk的实际传输时延t1、t2、……tK；根据业务时延要求thr判断预设路径p的动态路径质量是否符合业务传输质量要求；步骤五、当预设路径p的动态路径质量符合业务传输质量要求，网络动态路径评估完成；当预设路径p的动态路径质量不符合业务传输质量要求，采用时间滚动窗口方法分析不符合业务要求的路径pk的动态干扰变化，根据分析结果对路径质量参数表中的静态质量参数和动态质量参数进行更新替换。在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，路径质量参数表如下：在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，所述路径时延参数探测包包括帧头、业务时延要求和时间戳。在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，所述步骤三中，获得预设路径p的方法为：已知低时延要求业务的传输带宽要求为B′，传输时延要求为T′，传输误码率要求为BER′；根据网络物理拓扑G查找从外部网络管理控制单元到目标节点Vq的最短路径pp；将最短路径pp经过的各节点内或节点间的参数与路径质量参数表对比判断最短路径pp是否为预设路径p。在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，判断最短路径pp是否为预设路径p的方法为：获取路径pp所包含上的所有节点内或节点间路径的静态路径参数信息，当各节点内路径的静态路径参数满足且且各节点间路径的静态路径参数满足且且时；则短路径pp为预设路径p；当不符合上述条件则拒绝该低时延业务。在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，所述时间戳包括预设路径p中各节点内和各节点间路径的起始传输时间信息。在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，所述步骤四中，判断预设路径p的动态路径质量是否符合业务传输质量要求的方法为：当时，则预设路径p的动态路径质量符合业务传输质量要求，当时，则预设路径p的动态路径质量不符合业务传输质量要求；计算K条路径pk的实际传输时延t1、t2、……tK分别与该路径在路径质量参数表中的相应时延静态参数的差值，记为D_value1、…、D_valueK并存储。在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，所述步骤五中，采用时间滚动窗口方法分析不符合业务要求的路径pk的动态干扰变化的具体方法为：S1：设置滚动窗口的时间长度为tq；设定路径时延的变化阈值为Δt；统计窗口判断参数num；统计tq内采集到的路径pk的质量参数差值D_valuek的总个数w；S2：设置第一判断阈值d1、第二判断阈值d2和第三判断阈值d3；且0≤d1＜d2＜d3≤1；d1、d2和d3均为实数；根据d1、d2和d3判断路径pk的路径动态状态；S3：将当前路径pk的动态质量参数填入路径质量参数表中的相应路径的动态质量参数栏，实现路径动态质量参数的更新；S4：当路径pk的路径动态状态为较稳定状态或较不稳定状态时，路径质量参数表中的静态质量参数不变动；当路径pk的路径动态状态为不稳定状态或劣化状态时，计算tq内路径pk的w各质量参数差值D_valuek的平均值，即将替换路径质量参数表中的相应路径的静态质量参数。在上述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，所述S1中，统计窗口判断参数num的统计方法为：将D_valuek分别与Δt进行比较，窗口判断参数num为tq内路径pk对应D_valuek大于Δt的个数。在上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线网络路径质量动静态评估方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、已知无线网络物理拓扑G，网络物理拓扑G对应N个节点，任意节点为Vq；N为大于1的正整数；q为正整数，且1≤q≤N；设定每个节点内有L条路径，L为大于等于1的正整数；任意节点内的任意一条路径为Pi

【技术特征摘要】
1.一种无线网络路径质量动静态评估方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、已知无线网络物理拓扑G，网络物理拓扑G对应N个节点，任意节点为Vq；N为大于1的正整数；q为正整数，且1≤q≤N；设定每个节点内有L条路径，L为大于等于1的正整数；任意节点内的任意一条路径为Pinode，i为正整数，且1≤i≤L；设定N个节点之间共有M条路径，M为大于等于1的正整数；任意两个节点间的路径为j为正整数，且1≤j≤M；步骤二、测量得到任意节点内任意一条路径的承载信号带宽为任意节点内任意一条路径对信号的延迟为Tinode；任意节点内任意一条路径的误码率为任意两个节点间路径的承载信号带宽为任意两个节点间路径对信号的延迟为任意两个节点间路径的误码率为为所有节点内的路径编号，为所有节点间的路径编号，获得路径质量参数表；步骤三、当外部网络管理控制单元有将低时延业务通过网络物理拓扑G发送至目标节点Vq的需求时，根据低时延要求业务的质量要求查询路径质量参数表，获得预设路径p；预设路径p包括K条节点内路径和节点间路径pk，分别为p1、…、pK，其中，K为正整数；k为正整，数且1≤k≤K；外部网络管理控制单元生成路径时延参数探测包，路径时延参数探测包包括帧头、业务时延要求thr和时间戳；将路径时延参数探测包沿预设路径p发送至目标节点Vq；步骤四、目标节点Vq对路径时延参数探测包进行解析，解析出业务时延要求thr和时间戳；将时间戳与当前目标节点时间进行差值计算，得到各条节点内路径和节点间路径pk的实际传输时延t1、t2、……tK；根据业务时延要求thr判断预设路径p的动态路径质量是否符合业务传输质量要求；步骤五、当预设路径p的动态路径质量符合业务传输质量要求，网络动态路径评估完成；当预设路径p的动态路径质量不符合业务传输质量要求，采用时间滚动窗口方法分析不符合业务要求的路径pk的动态干扰变化，根据分析结果对路径质量参数表中的静态质量参数和动态质量参数进行更新替换。2.根据权利要求1所述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，其特征在于：路径质量参数表如下：3.根据权利要求2所述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，其特征在于：所述路径时延参数探测包包括帧头、业务时延要求和时间戳。4.根据权利要求3所述的一种无线网络路径质量动静态评估方法，其特征在于：所述步骤三中，获得预设路径p的方法为：已知低时延要求业务的传输带宽要求为B′，传输时延要求为T′，传输误码率要求为BER′；根据网络物理拓扑G查找从外部网络管理控制单元到目标节点Vq的最短路径pp；将最短路径pp经过的各节点内或节点间的参数与路径质量参数表对比判断最短路径pp是否为预设路径p...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁薇，黎军，周诠，李静玲，崔涛，张怡，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61