一种应用于Mesh网络的路由选择方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于Mesh网络的路由选择方法，该方法包括以下步骤：对通往目的节点的所有路由条目进行度量计算；选择综合度量值最低的路由进行传输数据包；接收到数据回复时，计算传输延时；调整路由因子，继续选择度量路由；通过最近两次的传输时延变化趋势调整权衡因子；重复度量选择最佳路由路径传输数据包；利用本发明专利技术的方法，可以解决路由选择上评估方式单一、选择路由效果不佳的问题，通过实时调整路由评估方案、灵活控制最优路由选择算法，真正的提高路由乃至整个网络的传输性能。真正的提高路由乃至整个网络的传输性能。真正的提高路由乃至整个网络的传输性能。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于Mesh网络的路由选择方法


[0001]本专利技术涉及路由
，特别涉及一种应用于Mesh网络的路由选择方法。

技术介绍

[0002]路由选择是Mesh网络中一项重要的功能。选择传输可靠的路由将影响整个网络的传输性能。现阶段使用最多的路由技术大致分为两大类，一类是通过度量链路的矢量距离，选择路径最短的路由。这类选择路由的方法，充分考虑了传输距离因素，但忽略了传输路径中信道的物理状态，会影响传输的性能。另一类是通过评估链路的物理状态，选择通信质量最好的路由；这类选择路由方法着重考虑信道的物理状态，但忽略了传输距离，也会影响传输的性能。决定网络传输性能的因素有传输距离、信道质量以及噪声干扰等多个因素。单一的选择一个或一类因素作为选择路由的标准，大大降低了所选路由的可靠性。在众多因素的综合作用下，评估传输性能可靠的路由尤为重要。
[0003]当前Mesh网络对于路由的选择方案常采用两种或两种以上的评估方案进行切换适配。这种路由选择方案不能保证所选路由的通信质量，无法动态的评估链路的状况，不便于系统的管理路由。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述Mesh网络中路由选择方案的不足之处，提出了一种应用于Mesh网络的路由选择方法，解决路由选择上评估方式单一、选择路由效果不佳的问题，通过实时调整路由评估方案、灵活控制最优路由选择算法，真正的提高路由乃至整个网络的传输性能。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术实现：
[0006]本设计中，Mesh路由选择方法通过对路由传输时延的大小(Delay)、路由权衡因子(α)、路由开销(RC)、路由跳数(HOP)等参数进行动态评估调整，计算出一个综合度量路由值(R
v
)，选择R
v
值最小的路由作为传输路径。
[0007]综合度量路由值R
v
的计算方式如下：
[0008]R
v
＝α
·
HOP
N
+(1
‑
α)
·
RC
N
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0009]其中，α表示评估路由跳数和路由开销的权重因子，α的取值范围为0≤α≤1。HOP
N
表示路由N经过节点的跳数。RC
N
表示路由N经过节点的路由开销。
[0010]综合度量路由值R
v
的取值受HOP
N
和RC
N
的影响，在物理环境中，传输时延(Delay)也同样收到HOP
N
和RC
N
的影响，因此本设计中，设定R
v
与传输时延(Delay)存在等价关系：
[0011]R
v
<＝>Delay
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0012]综合度量路由值(R
v
)越小，则代表路由的性能越好，即路由的传输时延(Delay)越小，则表明路由的传输质量越好。
[0013]本设计为了平衡路由开销(RC)和路由跳数(HOP)对路由的传输质量的影响权重，借鉴梯度下降学习算法训练路由权衡因子(α)趋近于最佳权衡参数值。
[0014]路由权衡因子(α)的调整步长与路由的传输时延(Delay)紧密联系，关系如下：
[0015]1.初次对通往某节点的路由条目使用动态路由选择公式(1)进行路由评估时，路由权衡因子(α)的初始值为0.5；
[0016]2.第二次使用动态路由选择公式(1)进行路由评估时，路由权衡因子(α)的调整步长为(α＝α
‑
step)。
[0017]3.从第三次使用动态路由选择公式(1)进行路由评估开始，路由权衡因子(α)的调整步长将依据传输时延(Delay)使用以下规则进行调整：
[0018]①
Delay
i
‑1＞Delay
i
(同向调整)
[0019]②
Delay
i
‑1＜＝Delay
i
(反向调整)
[0020]③
同向调整与反向调整以Delay
i
‑2到Delay
i
‑1时路由权衡因子(α)的变化趋势为准(如Delay
i
‑2到Delay
i
‑1时，如果的α调整方向为α＝α
‑
step，则同向调整为：α＝α
‑
step，反向调整为：α＝α+step，如果的α调整方向为α＝α+step，则同向调整为：α＝α+step，反向调整为：α＝α
‑
step)。
[0021]④
路由权衡因子(α)的调整的步长为step＝0.1。
[0022]⑤
当路由权衡因子(α)等于0或者等于1时，不再调整步长。直到新增路由条目，进行反向调整。
[0023]动态综合度量路由矢量距离与信道物理状态的路由选择方法包括以下步骤：
[0024]步骤1：当有数据包需要发送时，查找路由表，统计出能够通往目的地的所有路由；
[0025]步骤2：对所有路由条目中的路由开销与路由跳数等参数带入公式(1)计算，得出路由选择结果R
v
(对一个目的地初次度量时，使用α的默认值)。
[0026]步骤3：选择R
v
值最小的路由作为本次发送路径，并记录当前发送时间Timestamp，本次发送完成；
[0027]Min(R
v1
，R
v2
，R
v3
，，，R
vn
)
[0028]步骤4：接收到数据回复时，则获取当前时间与路由表条目中Timestamp进行减法运算，得到一个时间值Delay，存入路由表条目中，并把Timestamp字段置为0。
[0029]步骤5：当第二次有数据包需要向同一目的地发送时，将调整公式(1)中α的值(α＝α
‑
step)，重复步骤2、3、4、5、6；
[0030]步骤6：两次发送完成并计算出时间值时，对比时间值Delay的大小；
[0031]步骤7：如果Delayl＞Delay2，调整公式(1)中α的值(α＝α
‑
step)，反之(α＝α+step)。注：α的最大值为1；
[0032]步骤8：当第三次有数据包需要发送到该目的地时，使用调整后的α值度量选择一条路径进行发送，重复上述步骤5、6、7得出时间值Delay，如果Delay的变化趋势不变，则α的调整方向不变，反之如果Delay的变化趋势与上一次的Delay变化趋势相反，则α的调整方向也随之改变。
[0033]步骤9：不断根据上一次的Delay值调整α的取值，进行路由选择。
[0034]以此达到一个动态的评估效果，能够向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于Mesh网络的路由选择方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：当有数据包需要发送时，查找路由表，统计出能够通往目的地的所有路由；步骤2：对所有路由条目中的路由开销与路由跳数带入公式(1)计算，得出路由选择结果R
v
(对一个目的地初次度量时，使用α的默认值)。步骤3：选择R
v
值最小的路由作为本次发送路径，并记录当前发送时间Timestamp，本次发送完成；Min(R
v1
，R
v2
，R
v3
，，，R
vn
)步骤4：接收到数据回复时，获取当前系统时间与路由表条目中Timestamp进行减法运算，得到一个时间值Delay，存入路由表条目中，并把Timestamp字段置为0；步骤5：当第二次有数据包需要向同一目的地发送时，将调整公式(1)中α的值(α＝α
‑
step)，重复步骤2、3、4、5、6；步骤6：两次发送完成并计算出时间值时，对比时间值Delay的大小；步骤7：如果Delay1＞Delay2，调整公式(1)中α的值(α＝α
‑
step)，反之(α＝α+step)。注：α的最大值为1；步骤8：当第三次有数据包需要发送到该目的地时，使用调整后的α值度量选择一条路径进行发送，重复上述步骤5、6、7得出时间值Delay，如果Delay的变化趋势不变，则α的调整方向不变，反之如果Delay的变化趋势与上一次的Delay变化趋势相反，则α的调整方向也随之改变；步骤9：不断根据上一次的Delay值调整α的取值，进行路由选择。2.根据权利要求1所述的一种应用于Mesh网络的路由选择方法，其特征在于，动态路由选择公式，如下所示：综合度量路由值R
v
的计算方式如下：R
v
＝α
·
HOP
N
+(1
‑
α)
·
RC
N
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，α表示评估路由跳数和路由开销的权重因子，α的取值范围为0≤α≤1；HOP
N
表示路由N经过节点的跳数；RC
N
表示路由N经过节点间的路由开销。综合度量路由值R
v
的取值受HOP
N
和RC
N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：严由辉，孙登科，熊庚，孙文，徐硕，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：