[发明专利]一种用于无线mesh网络的多速率机会路由方法

说明书

技术领域

本发明属于一种无线网络通信技术领域的路由方法，特别是一种用于无线mesh网络的多速率机会主义路由方法，利用节点转发概率推导出任意路径期望传输数，在此基础上设计转发节点的选择方法，并通过自适应方式进行多速率调制的路由方法。

背景技术

移动通信的迅速发展更是使人们的生活发生了翻天覆地的变化，成为网络服务的一大亮点。常见的移动网络通常是以蜂窝网络或无线局域网等形式出现的。在蜂窝网络中，移动终端之间的通信必须借助于基站和(或)移动交换机的转接完成；在无线局域网中，移动终端通过无线接入点连接到现有的固定网络。与此同时，蓝牙、家庭无线网等移动通信新技术也纷纷涌现。这些移动网络和无线通信技术是对固定有线网络的补充和发展，它们需要固定基础设施的支持，并且一般采用集中式的控制方式。但在某些特殊环境或紧急情况下，有中心的移动通信技术并不能胜任。比如，战场上部队快速展开和推进、发生地震等自然灾害后的搜索和营救、野外科考等。因此在以上场合中迫切需要一种不依赖基础设施能够快速和灵活配置的移动通信网络技术，Ad hoc网络的出现满足了这种需求。

Ad hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳临时性自治系统，移动终端具有路由功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，这种网络可以独立工作，也可以与Internet或蜂窝无线网络连接。在后一种情况中，Ad hoc网络通常是以末端子网(树桩网络)的形式接入现有网络。考虑到带宽和功率的限制，MANET一般不适于作为中间传输网络，它只允许产生于或目的地是网络内部节点的信息进出，而不让其它信息穿越本网络，从而大大减少了与现存Internet互操作的路由开销。Ad hoc网络中，每个移动终端兼备路由器和主机两种功能：作为主机，终端需要运行面向用户的应用程序；作为路由器，终端需要运行相应的路由方法，根据路由策略和路由表参与分组转发和路由维护工作。在Ad hoc网络中，节点间的路由通常由多跳组成，由于终端的无线传输范围有限，两个无法直接通信的终端节点往往要通过多个中间节点的转发来实现通信。

多跳无线mesh网络成为近年来的一个研究热点，其中路由算法的设计是最重要的问题。目前，绝大多数传统的无线网络路由方法继承有线网路由方法的思想，试图在源与目的之间找到一条或多条最好的路径，并且只选择一个邻居节点作为数据转发节点，经典的无线网络路由方法，比如DSR，AODV，LQSR等都属于此类。相比于有线信道，无线信道具有不可靠、多变、丢包率高的特点，经典无线路由方法只有一个后继节点，因此容易导致分组重传或触发路由重建。因此，如何充分利用无线信道的特点提高传输成功率、提高信道资源利用率成为一个焦点问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用机会转发并支持多速率，旨在充分利用无线信号的广播特性与空间分集的路由方法，能够解决无线信道的高丢包率问题，提供较高的端到端吞吐量，能够提供稳定的路由连接。

本发明的具体步骤是：

第一步骤：节点获取网络拓扑信息

包含n个节点的无线网络G＝{u_i|1≤i≤n}，u_i表示第i个节点。无线节点周期性相互发送探针包，探针包中包含本节点在过去发送M个探针包期间所收到的邻居节点送达的探针包数量。节点每发送M个探针包计算一次节点间投递率，这里用表示节点u_i到节点u_j的分组投递率。节点在发送及接收探针包的过程中同时确定邻接关系。邻居节点间的分组投递率信息通过链路状态信息包(包含节点间分组投递率)进行泛洪扩散。通过扩散链路状态信息，网络中的所有无线节点将获得全网链路状况信息，即任意两个节点间的分组投递率。由分组投递率组成转发矩阵D：