[发明专利]多跳网络分组调度方法及节点装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域中分组调度技术，尤其涉及多跳网络分组调 度方法及节点装置。

背景技术

无线Mesh网络(无线网状网络)与通过一跳至目的节点的蜂窝 网络不同，它本质上是多跳网络，即数据包从源节点经历多跳到达目 的节点的网络。每个节点(Access Point，简称AP)承载数据流主要 分为两类：本地用户经历一跳的数据流，来自其它节点的经过多跳的 数据流。图1为现有技术中无线Mesh网络拓扑图，如图1所示，节 点AP1既要承载到本地终端的数据流，又要承载由节点主AP至节点 AP5的数据流(该数据流的路由为主AP→AP2→AP1→AP4→AP5)。 因此，对于每个节点来讲，无线Mesh网络较蜂窝网络的数据流量更 大，尤其是靠近主节点的各个节点。另一方面，为了适应数据业务(如 视频、会话业务等)的需要，无线Mesh网络必须保证数据业务的端 到端时延。

基于上述特征的无线多跳网络，节点一方面需要承载大量的业 务，另一方面需要保证经历不同跳数的数据业务的高效调度，尤其是 满足实时数据业务的时延需求。上述两类需求互相制约，节点承载的 业务越多，数据业务的数据包等待时间越大，调度效率越难以保证。 因此，大容量无线多跳网络(如无线Mesh网络)如何满足用户对数 据业务的QoS(Quality of Service，服务质量)需求，保证用户之间 的公平性，是一个亟待解决的问题。

目前，无线多跳网络主要从两个方面来保证业务端到端的时延， 一是选择最佳路由(如最小跳路由)，二是通过分组调度合理安排各数 据业务的优先级，降低高优先级业务的等待时延，使它们在最大容忍 时限内到达目的节点。

图2为现有技术中无线Mesh网络中分组调度的示意图，如图2 所示，当大量的数据流汇聚到节点时，分组调度算法依据数据流的 QoS需求(如带宽、时延需求)，确定各数据流使用无线资源的优先 级，调度器将具有高优先级的数据业务传送至既定路由的下一节点或 目的终端。

现有技术当中，无线Mesh网络中应用较为广泛的是基于 EDF-CNS进行时延计算的分组调度方法，该调度方法包括：

①计算每个数据包在网络中的剩余时延，依据剩余时延确定优 先级；

②对于相同时延优先级的数据包，再采用最大C/I比，即最大 载干比方法，进行无线资源分配。

基于EDF-CNS进行时延计算的分组调度方法，以数据包的剩余 时延作为调度的依据，剩余时延少的数据包优先级高；对于相同时延 优先级的数据包，再采取最大载干比的方法进行无线资源分配。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中无线多跳网络分组 调度方法至少存在如下问题：

1.基于EDF-CNS进行时延计算的分组调度方法主要以数据包的 剩余时延作为调度的根据，很可能导致剩余跳数较多的数据包在剩余 时延相对较长的情况下，在节点等待时间过长，最终超过最大时延被 丢弃，使得系统丢包率增加。

2.现有的分组调度算法，不能满足无线Mesh网络对分组时延、 时延抖动的要求，导致对QoS性能要求较高的业务(如VoIP等)难 以在维持较高的资源利用率的情况下得到保证，降低了经历不同跳数 的数据包在时延方面的公平性和网络资源的利用率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的分组调度方法不能保证系统 丢包率要求的缺陷，提出一种多跳网络分组调度方法及节点装置，以 降低剩余跳数较多的数据包的等待时间，降低该数据包被丢弃的概 率。

本发明的另一目的是针对现有技术中的分组调度方法不能满足 多跳网络对公平性和网络资源利用率要求的缺陷，提出一种基于分组 时延要求的多跳网络分组调度的方法及节点装置，以避免跳数不同的 分组端到端时延抖动差异，保证用户服务的公平性，提高了网络资源 的利用率。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多跳网络 分组调度方法。

根据本发明实施例的多跳网络分组调度方法，包括：获取各数据 包的剩余时延和后续路径状况；根据剩余时延和后续路径状况，确定 各数据包的优先级；根据各数据包的优先级进行无线资源分配。

优选的，上述方法中，还可以包括：根据数据包的剩余时延、先 前路径状况和后续路径状况，确定各数据包的优先级。