[发明专利]一种无线自组网中基于负载感知的联合路由方法及系统

摘要

本发明公开了一种无线自组网中基于负载感知的联合路由方法包括：随机分配可用信道；建立负载均衡的路径作为路由选择信道负载值最大的链路，并重新分配可用信道集中的信道；当第n+1次的信道分配结果与第n次信道分配结果相同，且路径的路由相同则第n次选择的信道和路由为最佳信道和最佳路由，否则重复选择路径并分配信道步骤；将最后一次的路径选择与信道分配结果作为最终的结果。本发明提供的联合路由方法及系统，通过找到负载均衡的路径，并通过负载感知进行信道分配，选择负载最小的信道并找到使网络性能最优的路由，本发明以负载均衡和干扰抑制为优化目标，在寻路的过程中同时考虑到信道负载情况，并进行信道分配，从而实现联合优化的效果。

主权项

1.一种无线自组网中基于负载感知的联合路由方法，其特征在于包括如下步骤：信道初始化：为网络拓扑节点随机分配可用信道，作为最初始的信道分配结果；选择路径并分配信道：建立起一条负载均衡的路径作为路由，记录各单条路径上所分配的可用信道及其信道负载，选择信道负载值最大的链路，为其重新分配可用信道集中的信道；迭代：判断第n+1次的信道分配结果与第n次信道分配结果是否相同，当第n+1次的信道分配结果与第n次信道分配结果相同，判断路径的路由是否相同，若路径的路由相同则第n次选择的信道和路由为最佳信道和最佳路由，否则，重复选择路径并分配信道步骤；更新：将最后一次的路径选择结果与信道分配结果作为最终的结果；其中，所述选择路径并分配信道的方法包括：计算联合路由度量：根据初始化信道分配之后的网络拓扑，依公式计算联合路由度量D‑LAJOA，其中，k表示可用信道的数目，CL(j)表示使用信道j的链路网络负载大小，β表示动态可调权重因子，表示所有可用信道j(信道1～信道k)的链路负载之和，max_1≤j≤k CL(j)表示使用某一信道j(1≤j≤k)的链路负载最大值；路由选择：使用联合路由度量的路由方法建立起一条负载均衡的路径作为路由；可用信道和信道负载记录：根据已经建立的路由，在路由表中记录各单条路径上所分配的可用信道及其信道负载；信道分配：对于信道负载值最大的链路，为其重新分配可用信道集中的信道；所述信道负载的计算方法包括：根据公式计算信道负载，其中，l∈channelj表示使用信道j的链路l，ETT_l表示链路l上的期望发射时间，衡量两节点之间的端到端时延，Q_l表示两个节点链l上平均缓冲包的数量，CL(j)表示所有使用信道j的链路l上负载；所述动态可调权重因子β的计算方法包括：根据公式β＝1‑QSI计算得到动态可调权重因子β，其中0≤β≤1，QSI表示队列停留时间，且其中，0≤QSI≤1，IFQ表示分配到节点射频上的可用信道的队列中数据量，BW表示信道的带宽；队列停留时间QSI表明网络实时的网络负载情况，QSI的值越大说明网络的负载情况越严重，根据QSI的值动态地获得可调权重因子β的值，当QSI值为0时，表明是空队列，QSI值为1，表明是满队列。