[发明专利]一种无线Ad Hoc网络可靠性度量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络可靠性度量方法，尤其涉及一种基于业务带宽需求无线AdHoc(自组织)网络可靠性度量方法。 

背景技术

为了满足人们摆脱有线网络束缚、随时随地可以进行自由通信的渴望，无线通信技术得到了迅速的发展。根据通信时系统需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现，无线通信技术分为有基础设施支持的一般无线通信技术和无线Ad Hoc网络技术两大类。虽然前者依然占据无线通信的主流地位，但是Ad Hoc网络由于不需要固定的基础设施，因此可以在不能利用或不便利用现有网络基础设施的情况下提供一种通信支撑环境，拓宽了移动网络的应用场合，因此得到了业界的广泛关注。AdHoc网络具有网络自主性、动态拓扑、带宽限制和变化的链路容量、能量限制节点、多跳通信、分布式控制和有限的安全性等特点。当前，Ad Hoc网络已经广泛应用于国防战备、灾难救助、偏远地区等无法得到有线网络支持或某些只是临时需要通信的环境。 

在Ad Hoc网络中，各种因素诸如终端的随机移动、节点的开机和关机、节点的故障或者被敌意破坏、无线发信装置发送功率的变化、无线信道间的互相干扰以及地形地貌的变化，都会影响网络拓扑结构的变化。而拓扑的变化又会导致网络性能指标包括可靠性、抗毁性以及服务性能发生变化。 

所谓Ad Hoc网络的可靠性，是指节点和链路由于自身原因引起工作不稳定，最终影响Ad Hoc网络节点间可靠连通的能力。影响Ad Hoc网络可靠性的因素主要有：节点的可靠性、链路的可靠性、网络的拓扑结构、路由技术、业务流量等，围绕这些因素国内外开展的大量相关专题的研究。 

但是这些研究存在以下缺陷：未考虑具体业务对带宽等的需求，往往忽视了AdHoc链路可以提供的带宽的性能指标，建立以无向图为基础的模型，然后在此基础上度量网络可靠性。离实际系统需求存在一定的距离。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所使用的模型离实际系统需求较远的缺陷而提供一种无线ad hoc网络可靠性度量方法，采用端到端的Ad Hoc网络性能测量技术得到Ad Hoc网络端到端所能提供的带宽资源，不需要事先知道移动节点的物理位置，并与采用何种移动模型和网络协议无关，具有灵活性和一般性；根据业务带宽需求获取Ad Hoc网络连通率信息，实用性强；以实际的Ad Hoc网络为研究对象，可直接应用于实际Ad Hoc网络测量工程中。 

实现上述目的的技术方案是：一种无线Ad Hoc网络可靠性度量方法，所述Ad Hoc网络包括若干个节点，每一个节点都是一台Ad Hoc网络终端，其中，包括以下步骤： 

步骤1，建立一网络模型，根据Ad Hoc网络拓扑结构和节点之间的链路带宽建立一网络模型，以无向图进行表示，将链路带宽的信息作为弧线权值加载到该无向图上，即得到一网络权图； 

步骤2，根据业务需求对网络权图进行裁剪，即若某一业务带宽需求为br，则删除步骤1中所得网络权图中弧线权值小于br的弧线，并且去掉网络权图上所余弧线权值，得到新的无向图； 

步骤3，计算裁剪后的无向图的连通率cr，连通率cr为在当前时刻t无向图中的连通集合中节点数目最大值与Ad Hoc网络总结点数的比值，所述的连通集合中，如果存在两个以上节点，则每一对节点都处于联通状态； 

步骤4，根据历史数据计算Ad Hoc的网络可靠性，将当前获得的网络连通率cr标记为cr(t)，其中，t＝nT为当前采样时间，T为采样间隔，n为大于等于0的整数； 

当前网络可靠性Re(t)采用以下算法进行计算： 

如果t为0，初次计算网络连通率cr(0)，且Re(0)＝cr(0)； 

否则网络可靠性Re(t)通过以下递推公式获得： 

Re(t)＝(Re(t-1)*(t-T)+cr(t))/t。 

上述的无线Ad Hoc网络可靠性度量方法，其中，所述的步骤1包括以下步骤： 

步骤11，建立网络模型，根据Ad Hoc网络的拓扑结构建立网络模型，表示为无向图G(V，E)，其中V＝{1，2，...，N}为Ad Hoc网络的节点集合，E＝{1，2，...，L}为节点间能够相互通信的双向链路集合，N为大于0的正整数，L为大于等于0的正整数； 

步骤12，采集网络数据信息，节点通过节点间的相互交换历史数据或者发送测量数据来获得链路上的可用链路带宽信息； 

步骤13，建立网络权图，将把步骤12获得的可用链路带宽信息加载到步骤11所建立的无向图上，得到一网络权图。