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专利号: 2014103414333
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种提高无线自组织网络业务可靠性的方法,其特征在于:包括以下步骤:网络业务分级、链路分层、路由发现、路由维护、路由修复;所述网络业务分级包括根据网络业务的媒体承载类型及业务的紧急重要程度,对业务进行分级;所述链路分层包括通过链路的时延、带宽及分组投递率等性能,将链路分为不同的层次,建立与业务需求相一致的链路层次表;路由发现时,级别高的业务选择较高层次的链路进行数据传输;路由维护和修复时,根据所在路径传输的业务及链路层次进行分级分层维护或者修复。

2.根据权利要求1所述的一种提高无线自组织网络业务可靠性的方法,其特征在于:

所述网络业务分级具体包括:

依靠业务级权值大小划分网络业务级别,网络业务级权值(WBC)计算公式如下,网络业务级权值(WBC)=w1*业务承载媒体类型权值(WMTB)+w2*紧急重要程度权值(WESD)业务的紧急重要程度可分为紧急、重要、一般和缓慢等级别,对应权值为5、4、3、1,网络控制维护业务紧急重要程度权值为2,仅次于一般级别业务,高于缓慢级别业务;同时将业务承载媒体类型分为视频、语音、图像及文字,对应权值为4、3、2、1;w1、w2的值可根据用户需求和经验按需设置。

3.根据权利要求1所述的一种提高无线自组织网络业务可靠性的方法,其特征在于:

所述链路分层具体包括:

链路性能是链路评价的综合指标,其计算公式如下所示:

LP=(w1*Bw+w2*Pdr)/w3*Td

根据不同业务对带宽和分组投递率及时延的要求不同,设置不同的w1,w2,w3;这样针对某一业务,链路便可根据该业务要求设置链路评价参数,计算出链路性能,然后根据链路性能对链路进行排序,建立与业务相应的链路层次表,如此每一种业务都维持一张链路层次表。

4.根据权利要求3所述的一种提高无线自组织网络业务可靠性的方法,其特征在于:

所述链路分层的方法具体包括以下步骤:

1)自组织网络中的某一节点S向自己的邻居节点广播链路请求分组RLEQ(Link Request Message);

2)收到RLEQ数据包的邻居节点首先判断是否收到过相同ID的RLEQ请求分组,若初次收到,则执行步骤3),若收到过则执行步骤4);

3)沿原路径回复链路请求应答分组RLEP(Link Reply Message);

4)丢弃该RLEQ数据分组;

5)源节点根据收到的RLEP分组数判断该节点的周围邻居节点数,其邻居节点数即为该节点的节点度数,建立网络节点度数表;RLEQ分组、RLEP分组的数据包中包含时间戳,根据发送和接受时间计算时延,基于MAC层的IEEE802.11协议,节点可以通过监听信道的忙闲状态计算信道利用率,利用信道容量与利用率来计算可用带宽,节点需记录每次发送和接收的数据分组数;

6)节点S的所有邻居节点将节点S加入到自己的链路请求禁忌表中,节点S的所有邻居节点向除自身节点的链路请求禁忌表以外的其他邻居节点广播RLEQ分组,重复执行步骤2)-5),直至遍历所有节点;

7)通过多次发送和接收的数据分组数,统计计算分组投递率,由统计分析出的时延、带宽和分组投递率,不同的业务权重参数取值不同,根据链路性能计算公式,计算与业务相应的链路的综合性能。

5.根据权利要求1所述的一种提高无线自组织网络业务可靠性的方法,其特征在于:

所述路由发现过程具体包括以下步骤:

1)当无线自组织网络中有业务需要传输时,首先判断源节点所传输的网络业务为何种级别,根据级别选择相应的类型链路,源节点S首先遍历自己的路由表,有没有与业务相匹配的链路组成的到达目的节点的路由,若有则沿该路由传输数据,退出路由发现过程,若没有到达目的节点D的路由,则执行步骤2);

2)源节点S向自己的邻居节点中链路性能最能满足业务传输需求的节点发送路由请求分组RREQ(Route Request Message),若有多条最优链路,则比较链路目的节点的节点度数,选择节点度数较高的两邻居节点所在链路,若只有一条最优链路,则再选择一条次优链路发送数据,保证每次所寻链路至少为两条;

3)中继节点收到RREQ分组后,先检查RREQ的ID号,判断是否也收到过,如果收到过了则执行步骤4),若没有收到过,则执行步骤5);

4)将此数据分组丢弃;

5)匹配自身的路由表项,如果没有该路由信息,则执行步骤6),如果节点有到目的节点D的路由,而且这个RREQ还未被回复过,则执行步骤7);

6)向自己的邻居节点中链路性能最能满足业务传输需求的节点发送路由请求分组RREQ(Route Request Message),若有多条最优链路,则比较链路目的节点的节点度数,选择节点度数较高的两邻居节点所在链路。若只有一条最优链路,则再选择一条次优链路发送数据,保证每次所寻链路至少为两条,然后执行步骤3);

7)中继节点将会沿着建立的逆向路由发送路由应答分组RREP,在RREP转发回源节点的过程中,沿着这条路径上的每一个节点都将建立到目的节点的同向路由;

8)更新有关源路由和目的路由的定时器信息以及记录下RREP中目的节点的最新序列号,源节点收到该RREP后则开始向对应目的节点发送数据,两条最优路由中优先选择跳数最少的路哟,进行数据传输,若某中继节点在多条路径中则所含链路层次和所传业务的等级较高的链路优先传输。

6.根据权利要求1所述的一种提高无线自组织网络业务可靠性的方法,其特征在于:

所述路由维护阶段的主要包括业务分级、路径分层分别维护,即级别高的业务维护的强度要高于级别低业务,同业务的高层次路径高于低层次的路径维护强度,执行以下步骤:

1)中继节点收到HELLO分组后,匹配自身的路由表项,如果没有该路由信息,则执行步骤2),否则执行步骤3);

2)更新路由表;

3)比较路由项里的序列号和HELLO分组里的序列号的大小来判断自己已有的路由是否较新,如果HELLO分组里的目的序列号比路由表中的序列号小,则直接对收到的RREQ分组做出响应,否则执行步骤4);

4)中继节点不能使用已有的路由来响应这个RREQ分组,只能继续向其邻居节点广播这个RREQ分组;

每个没有正在进行通信的节点周期性地向邻居节点广播Hello包,如果给定时间t后,邻居节点没有收到确认连接的Hello包,则认为该节点已经与自己断开连接,将自己路由表中所有以该节点为下一跳节点的路由都设为失效状态;

在数据传输或者路由维护过程中,当中继节点检测到下一跳链路断开时,当存在链路失效时,高级别业务的传输路径先恢复;同级别业务的,低层次路径先恢复;先进行本地修复,检查本地路由表中是否有可到达目的节点的备份路由,如果有,则本地节点选择路由表中可达目的节点的次优路径进行数据传输;如果没有,则发送错误分组RERR向上一节点,检查上一节点是否有可达目的节点的路径,如此往复,最坏情况是到达源节点才发现次优备份路径,甚至源节点也没有备份路径,则只能重新发起路由过程。