[发明专利]一种无线多跳网络中带多QoS约束的多路径生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及对服务质量(Quality of Service,QoS)有要求的无线多跳网络(如移动Ad Hoc网络和无线传感器网络等)，尤其适用于一种无线多跳网络中带多QoS约束的多路径生成方法

背景技术

多径路由技术是一种为网络中任意一对通信节点同时提供多条可用路径、允许源节点选择不同的路径进行数据传输的技术。在多径路由中，当多条路径中的一条由于某些原因失效时，可以通过其它路径继续进行数据的传送，不至于使网络通信停止，从而具有较好的可靠性和容错性。随着网络技术的发展，网络所需传送的业务类型和数据量都呈现显著增长的趋势，从而对服务质量的要求逐渐提高；而单路径路由由于在传输数据时只依靠单一的路径，因此在负载较重时，将面临网络拥塞等问题，导致网络吞吐量和数据端到端时延等性能下降；如在视频数据传输方面，传输延迟增大会影响视频传输的服务质量；多径路由则能够在上述场合体现出相对于单路径的优势。

目前，随着无线多媒体业务的出现，网络需要传输的数据量越来越大，网络应用和技术的发展对QoS的要求也越来越高，在许多应用场合满足多QoS约束的多径路由技术已成为支持多媒体业务的无线多跳网络(尤其是无线多媒体传感器网络)中具有挑战性的重要研究领域。而在支持多QoS约束的多径路由技术中，多路径生成方法担负着为源节点提供满足多QoS约束的多条可选路径的任务，具有重要的地位和作用。迄今，人们已经提出了多种以支持多媒体业务的无线多跳网络为背景条件的多路径生成方法，根据QoS参数的数量，这些方法可以分为基于单QoS约束的方法和基于多QoS约束的方法两大类。基于单QoS约束的方法只提供单方面的服务质量保障，而基于多QoS约束的方法则在网络传输中考虑了多个QoS约束条件。基于多QoS约束的多径路由方法相对而言更能满足不同业务的在QoS约束方面的需求，因此近年来随着支持多媒体业务的无线多跳网络的逐步推广引起了广泛关注并得到越来越多的研究和应用。

S.Venkatasubramanian等提出的QRMR(QoS based robust multi-path routing)协议(参考文献：S.Venkatasubramanian,N.P.Gopalan.A QoS-based robust multipath routing protocol for mobile ad hoc networks[J],International Journal of Engineering and Technology,Vol.1,No.5,2009:391–396)生成多路径的方法具体如下：源节点为查找多条路径先广播路由请求消息RREQ，RREQ中加入了QoS约束条件(如链路质量、信道质量和端到端延时等)和RREQ经过的节点(源节点的邻居节点)信息；中间节点收到该RREQ后，先计算自己的QoS参数的值，并将这些值记录(累加或替换)在RREQ中对应的QoS项中；当该RREQ消息到达目的节点时，该项中就保存了整条链路的路由信息以及累加的QoS值，目的节点从RREQ消息中取出路由记录项以及QoS参数值放入自己生成的回复消息RREP(Route REPly)中，并沿着路由记录项中的路径发送给源节点；源节点收到多个从目的节点发回的路径，并从中选出满足QoS要求的路径，于是就获得了多条带多QoS约束的路径；由于该方法在转播RREQ消息时不做判断且在RREP消息中携带完整的路径信息和整条路径上节点的QoS值，因此导致路径生成的开销偏大。