專利名稱：一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)，尤其涉及的是一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。
背景技術：
無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡WMN(Wireless Mesh Network)是一種新型的寬帶無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，即一種高容量、高速率的分布式網(wǎng)絡，它不同于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡。傳統(tǒng)的WLAN(Wireless Local Area Network)所有的用戶通過傳統(tǒng)的無線接入點AP(Access Point)接入到因特網(wǎng)中，但是WLAN只允許在AP單跳范圍內(nèi)的用戶接入，而單跳網(wǎng)絡的覆蓋范圍是非常有限的，所以用戶數(shù)量十分有限。為了能使網(wǎng)絡的覆蓋范圍得到極大的擴展，必須采用多跳網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，即一個從源節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)可能經(jīng)過若干個中間節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)才能到達目的節(jié)點，因此節(jié)點的路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能必不可少。在網(wǎng)絡拓撲上，WMN網(wǎng)絡大多數(shù)節(jié)點基本靜態(tài)不移動，不用電池作為動力，拓撲變化較?。辉趩翁尤肷?，WMN可以看成是一種特殊的無線局域網(wǎng)WLAN。由于有較高的可靠性、較大的伸縮性和較低的投資成本，WMN作為一種可以解決“最后一公里”瓶頸問題的新型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，被寫入了IEEE 802.16(WiMax)無線城域網(wǎng)(WMAN)標準中，目前也開始納入到IEEE 802.11s標準的制定中。
WMN對路由的研究主要集中在單路由判據(jù)和對網(wǎng)絡規(guī)模支持的研究，如多射頻鏈路質(zhì)量源路由MR-LQSR(Multi-Radio Link-Quality Source Routing)等基于DSR的改進路由。DSR(Dynamic Source Routing)動態(tài)源路由是一種按需路由，它允許節(jié)點動態(tài)地發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的多跳路由。所謂源路由，是指在每個數(shù)據(jù)分組的頭部攜帶有在到達目的節(jié)點之前所有分組必須經(jīng)過的節(jié)點的列表，即分組中含有到目的節(jié)點的完整路由。這一點與按需距離矢量AODV(Ad-Hoc On-Demand Distance-Vector)不同，在AODV中，分組中僅包含下一跳節(jié)點和目的節(jié)點的地址。在DSR中，不用周期性地廣播路由控制信息，這樣就能減少網(wǎng)絡帶寬開銷，避免了大范圍的路由更新。
DSR主要包括路由發(fā)現(xiàn)和路由維護兩大部分。
為實現(xiàn)路由發(fā)現(xiàn)，源節(jié)點發(fā)送一個含有自己的源路由列表的路由請求RREQ(Route Request)分組，此時，路由列表中只有源節(jié)點。收到此分組的節(jié)點繼續(xù)向前傳送此請求分組，并在已記錄了源節(jié)點的路由列表中加入自己的地址，此過程一直重復，直到目的節(jié)點收到請求分組，或某中間節(jié)點收到分組并且能夠提供到目的地的有效路徑。如果一個節(jié)點不是目的節(jié)點或者路由中的某一跳，它就會一直向前傳送路由請求分組。
每個節(jié)點都有一個保存最近收到的路由請求的緩存區(qū)，以實現(xiàn)不重復轉(zhuǎn)發(fā)已收到的請求分組。每個節(jié)點都會將已獲得的源路由表存儲下來，這樣可以減少路由開銷。當節(jié)點收到請求分組時，首先查看路由存儲器中有沒有合適的路由，如果有，就不再轉(zhuǎn)發(fā)，而是回傳一個路由回復RREP(Route Reply)分組到源節(jié)點，其中包含了源節(jié)點到目的節(jié)點的路由。如果請求分組被一直轉(zhuǎn)發(fā)到了目的節(jié)點，那么，目的節(jié)點就回傳一個路由回復，其中也包含了從源節(jié)點到目的節(jié)點的路由，因為沿途經(jīng)過的節(jié)點把自己的地址加入了此分組請求，這樣就完成了整個路由發(fā)現(xiàn)的過程。
DSR的路由維護過程如下源節(jié)點通過路由維護機制可以檢測出網(wǎng)絡拓撲的改變，從而知道到目的節(jié)點的路由是否已不可用。當路由列表中的一個節(jié)點移出無線傳輸范圍或已關機時，就會導致路由不可用。當上游節(jié)點通過媒體接入控制MAC(Medium AccessControl)層發(fā)現(xiàn)連接不可用時，就會向使用這條路由的上游的所有節(jié)點包括源節(jié)點發(fā)送一個路由錯誤RERR(Route Error)信息。源節(jié)點在收到該RERR后，就會從它的路由緩存中刪除所有包含有該無效節(jié)點的路由。如果需要，源節(jié)點會重新發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程來建立到原目標節(jié)點的新路由。
所述DSR使用源路由，中間節(jié)點無須為轉(zhuǎn)發(fā)分組而保持最新的路由。在DSR中，也不需要周期性的與鄰節(jié)點交換路由信息，這樣可以減少網(wǎng)絡開銷和帶寬的占用，特別是在節(jié)點的移動性很小時；由于DSR的數(shù)據(jù)中攜帶有完整的路由，一個節(jié)點可以通過掃描收到的數(shù)據(jù)分組來獲取整個完整路由中需要的某一部分路由信息。如一條從節(jié)點A經(jīng)節(jié)點B到C的路由，意味著A節(jié)點在知道到節(jié)點C的路由的同時，也能知道節(jié)點A到B的路由。同時也意味著，節(jié)點B可以知道到節(jié)點A和C的路由，節(jié)點C可以知道到節(jié)點A和B的路由。這樣就可以減少發(fā)現(xiàn)路由所需的網(wǎng)絡開銷；同時DSR對于鏈路的對稱性無要求，而且比鏈路狀態(tài)或DV反應更快。
但是DSR路由仍存在很多缺陷DSR路由使用單路由判據(jù)，即以最短跳數(shù)作為路由準則而實現(xiàn)的。研究表明，在大多數(shù)情況下，該路由判據(jù)的性能并不是最優(yōu)的。兩節(jié)點之間的最短路徑，往往由于沖突、通信距離等因素的影響，使鏈路質(zhì)量惡化。此時，端到端吞吐量、誤碼率等指標將變得非常差。同時，單一的路由判據(jù)很難反映出鏈路質(zhì)量對各個性能指標的影響。
由于以往DSR路由發(fā)現(xiàn)階段以是否轉(zhuǎn)發(fā)過同一源節(jié)點的路由請求的包序列號作為轉(zhuǎn)發(fā)依據(jù)，這使得該路由發(fā)現(xiàn)機制只能發(fā)現(xiàn)較少數(shù)量，并且延時較小的路徑。該機制使源節(jié)點丟失了很多基于其他判別準則的最優(yōu)路徑。
另外，由于使用了最短跳數(shù)作為路由準則使DSR不能繞過沖突區(qū)，從而該路由不具備負載平衡的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)，旨在于選擇最優(yōu)的路由和最好的數(shù)據(jù)傳輸方式。
本發(fā)明的技術方案包括本發(fā)明提供一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包括A、源節(jié)點基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的路由；B、所述路由上的節(jié)點按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點。
步驟A還包括A1、源節(jié)點發(fā)送含有路由判據(jù)的路由請求，并初始化所述的路由請求中的路由判據(jù)；A2、后續(xù)節(jié)點對所述的路由請求進行路由回復；A3、源節(jié)點接收所述的路由回復。
后續(xù)節(jié)點為中間節(jié)點或者目的節(jié)點，若為目的節(jié)點，則所述的步驟A2還包括中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求。
步驟A2還包括A21、中間節(jié)點判斷是否忽略所述的路由請求，若是，忽略所述的路由請求，否則，進行步驟A22；A22、中間節(jié)點查找是否存在到達目的節(jié)點的緩存路由，若不存在，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求；否則，判斷所述的緩存路由是否比所述的路由請求所攜帶的路徑更優(yōu)，若是，回復所述的路由請求，否則，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求。
步驟A21還包括A211、判斷所述的中間節(jié)點是否曾經(jīng)收到源節(jié)點發(fā)出的到目的節(jié)點的路由請求，如果是，進行步驟A212，否則，進行步驟A22；A212、判斷所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號與所述的路由請求的包序號的關系，如果所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號大于所述的路由請求的包序號，則忽略所述的路由請求；如果所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號小于所述的路由請求的包序號，則更新所述的中間節(jié)點存儲的路由請求的包序號，并進行步驟A22；如果所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號等于所述的路由請求的包序號，則進一步判斷所述的路由請求所攜帶的路徑是否比曾經(jīng)收到的路由請求所攜帶的路徑更優(yōu)，如果是，進行步驟A22，否則，忽略所述的路由請求。
若所述的中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求，則所述的中間節(jié)點還要進行判斷本節(jié)點隊列是否過長；所述的路由請求的生命周期是否到期；本節(jié)點當前的各種資源是否不允許轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求；所述的路由請求地址區(qū)是否沒有足夠的空間存放所述的中間節(jié)點的網(wǎng)絡地址；若上述的判斷結(jié)果為是，則忽略所述的路由請求，否則，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求。
步驟A2還包括A23、后續(xù)節(jié)點更新所述的路由請求中的路由判據(jù)；A24、后續(xù)節(jié)點按照指定路由返回的方式回復所述的含有路徑和路由判據(jù)的路由請求。
步驟A3還包括A31、所述的路由回復的路徑中的非源節(jié)點提取可用路徑；A32、所述的源節(jié)點接收所述的含有路徑和路由判據(jù)的路由回復；A33、所述的源節(jié)點將所述的含有路徑和路由判據(jù)的路由回復添加到路由緩存中。
所述的步驟B還包括B1、源節(jié)點檢查數(shù)據(jù)流表中是否存在到達目的節(jié)點的數(shù)據(jù)流，若不存在，進行步驟B2；否則，進行步驟B3；B2、源節(jié)點建立有時間限制的數(shù)據(jù)流，若到了所述的時間限制，按數(shù)據(jù)流的方式傳輸數(shù)據(jù)，否則，按源路由的方式傳輸數(shù)據(jù)；B3、源節(jié)點判斷數(shù)據(jù)所攜帶的路徑是否比數(shù)據(jù)流的路徑更優(yōu)，若是，按源路由的方式傳輸數(shù)據(jù)，否則，按數(shù)據(jù)流的方式傳輸數(shù)據(jù)。
還包括C、節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)失敗時，進行路由維護。
步驟C還包括
C1、所述的節(jié)點刪除傳輸數(shù)據(jù)失敗的鏈路；C2、所述的節(jié)點查看所述的數(shù)據(jù)的路由錯誤數(shù)是否超過指定值，若是，忽略所述的數(shù)據(jù)；否則，進行步驟C3；C3、所述的節(jié)點查找是否存在到達目的節(jié)點的路徑，若是，使用所述的路徑傳輸數(shù)據(jù)；否則，發(fā)送路由請求，獲得到達目的節(jié)點的路由；C4、所述的節(jié)點查看隊列中是否存在使用所述的鏈路的數(shù)據(jù)，若是，轉(zhuǎn)到步驟C2，否則，進行步驟C5；C5、所述的節(jié)點創(chuàng)建路由錯誤，若所述的節(jié)點為非源節(jié)點，則進行步驟C6；C6、所述的非源節(jié)點將所述的路由錯誤發(fā)送給源節(jié)點，源節(jié)點、路徑上的節(jié)點和路徑附近的節(jié)點處理所述的路由錯誤。
所述的路由判據(jù)包括最小帶寬、包投遞率與路徑上節(jié)點的最大負荷。
通過路由判決函數(shù)判斷路徑的優(yōu)劣。
所述的方法通過網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)鏈路層之間的跨層共享模塊收集節(jié)點的鏈路狀態(tài)信息。
所述的方法還包括修改MAC層數(shù)據(jù)包最大重傳次數(shù)。
本發(fā)明還提供一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的節(jié)點，具體為源節(jié)點、中間節(jié)點和目的節(jié)點，所述的源節(jié)點通過中間節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點，所述的節(jié)點包括路由發(fā)現(xiàn)模塊，基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的路由；數(shù)據(jù)傳輸模塊，按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點。
所述的節(jié)點還包括跨層共享模塊，用于收集節(jié)點的鏈路狀態(tài)信息以得到路由判據(jù)。
本發(fā)明提供的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)，由于使用了基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)路由，并采用源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，滿足了吞吐量最大化的設計目標，無論應用到哪類WMN的射頻設備上，比如802.11a/b/g，都能通過軟件的方法提升網(wǎng)絡容量，具有很強的實用性。并且該方法對網(wǎng)絡沖突十分敏感，建立的數(shù)據(jù)流能自動繞開沖突區(qū)(熱點)進行數(shù)據(jù)傳輸，滿足了WMN網(wǎng)絡負載平衡的要求；同時，所述方法考慮了網(wǎng)絡負荷的影響。一方面，所述方法將選擇網(wǎng)絡負荷較小的路徑；另一方面，網(wǎng)絡負荷很大的節(jié)點將不為其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)路由請求。在網(wǎng)絡負荷較大時，網(wǎng)絡能夠自適應地拒絕新業(yè)務的接入，從而保證了已有連接的正常通信，為已接入的用戶提供一定程度上的服務保證。另外，所述方法修改了部分MAC參數(shù)，比如對MAC層數(shù)據(jù)包最大重傳次數(shù)的修改，能使網(wǎng)絡具有很好的容錯能力，提升了網(wǎng)絡對沖突的適應性，通過對網(wǎng)絡固有信息交互的統(tǒng)計來獲取路由判據(jù)，節(jié)省了寶貴的無線帶寬資源。
所述方法在原有DSR基礎上，應用了數(shù)據(jù)流傳輸機制，極大地減小了開銷，在一定程度上緩解了網(wǎng)絡規(guī)模擴大與開銷增大之間的矛盾。


圖1為本發(fā)明的路由發(fā)現(xiàn)過程圖；圖2為本發(fā)明的層次結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
本發(fā)明使用EDSR(Enhanced Dynamic Source Routing)增強的動態(tài)源路由，方案大體思路如下首先，基于多準則的路由決策機制進行路由發(fā)現(xiàn)；其次，采用源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。而當路由中的節(jié)點到鄰居節(jié)點發(fā)生傳輸數(shù)據(jù)失敗時，那么所述的節(jié)點將發(fā)起路由維護過程。
本發(fā)明的無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ň唧w包括步驟S10、基于多準則的路由決策機制進行路由發(fā)現(xiàn)；當某節(jié)點A需要獲得到達某目的節(jié)點D的路由時，該節(jié)點A將在整個路由發(fā)現(xiàn)過程中扮演源節(jié)點的角色。路由發(fā)現(xiàn)的具體流程如圖1所示。由圖1可知，源節(jié)點A將通過以下步驟獲得路由步驟S101、源節(jié)點A發(fā)送路由請求，所述的路由請求包括該廣播路由請求的生命周期TTL(一般為跳數(shù)限制)、包序號與目的地址等信息。所述的路由請求的EDSR包頭含有路由判據(jù)結(jié)構(gòu)體，用于存放路徑的性能參數(shù)。源節(jié)點A在發(fā)送路由請求時，負責初始化路由判據(jù)值；步驟S102、中間節(jié)點判斷本節(jié)點是否應該忽略所述的路由請求，判斷的項目為本節(jié)點是否曾經(jīng)收到源節(jié)點發(fā)出的到目的節(jié)點的路由請求，如果收到，進一步判斷本節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號與所述的路由請求的包序號的關系，如果本節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號大于所述的路由請求的包序號，則忽略所述的路由請求；如果本節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號小于所述的路由請求的包序號，則更新本節(jié)點存儲的路由請求的包序號，并進行步驟S103；如果本節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號等于所述的路由請求的包序號，則進一步判斷所述的路由請求所攜帶的路徑是否比曾經(jīng)收到的路由請求所攜帶的路徑更優(yōu)，如果否，則忽略所述的路由請求，否則進行步驟S103；步驟S103、中間節(jié)點查找路由緩存是否存在到達目的節(jié)點的路徑(稱為緩存路由)，若不存在，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求；否則，判斷所述的緩存路由是否比所述的路由請求所攜帶的路徑更優(yōu)，若是，回復所述的路由請求，否則，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求；在轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求的時候，還需要判斷本節(jié)點當前的各種資源是否允許本節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)操作，比如節(jié)點剩余帶寬情況以及其上游節(jié)點到達本節(jié)點的投遞率情況等等。
在轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求的時候，還需要判斷本節(jié)點隊列長度是否過長，因為這代表本節(jié)點在將來一段時間的工作狀況，如果本節(jié)點自身已經(jīng)有很大負擔，它將不轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié)點的路由請求。
在轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求的時候，還需要判斷該路由請求的TTL是否到期，并且判斷該請求地址區(qū)是否有足夠的空間存放本節(jié)點網(wǎng)絡地址。
通過這一系列的判斷，一方面可以保證一些攜帶較優(yōu)路徑的路由請求能順利到達目的節(jié)點D，另一方面限制了轉(zhuǎn)發(fā)路由請求的數(shù)量，從而減小了網(wǎng)絡的開銷。
若判斷的結(jié)果為非忽略所述的路由請求時，則中間節(jié)點查找路由緩存，判斷是否能從路由緩存中找到到達目的節(jié)點D的路徑，若找到，則需判斷是否應該利用此路徑返回源節(jié)點。判斷的依據(jù)有，是否此路徑比所述的路由請求所攜帶的路徑更優(yōu)。路由請求在被網(wǎng)絡中節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的同時，將把這些節(jié)點序列進行保留，并稱該節(jié)點序列為該路由請求所攜帶的路徑，這里也可以理解為一條完整路徑中的一部分。若是，則返回此路徑；否則，放棄緩存路由，并轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求。這里稱此過程為緩存回復濾波，該操作雖然使路由尋找的速率變慢，但是卻為尋找到更好的路由提供了可能。適當?shù)倪x擇濾除路由的范圍，可以使網(wǎng)絡性能有較大的提高。
通過以上的判斷，最后決定是轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求，或者回復源節(jié)點A。不論是回復源節(jié)點A或者轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求，都需要更新所述的路由請求所攜帶的路徑的相關路由判據(jù)信息。
若轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求，則進行步驟S104；若回復源節(jié)點A則進行步驟S105；步驟S104、目的節(jié)點D收到所述的路由請求后，也要更新路由判據(jù)信息，并調(diào)用相關過程進行路由回復。路由回復的時候需要把所述的路由請求的路徑和路徑的路由判據(jù)結(jié)構(gòu)體復制到路由回復數(shù)據(jù)中，通過路由回復把路徑的判據(jù)信息(比如最小剩余帶寬，最大投遞率等)帶回源節(jié)點A。發(fā)送所述的路由回復時采取按照指定路由返回的方式發(fā)送。該路由即為所述的路由請求所攜帶的路徑的反向路徑。通過反向路徑進行數(shù)據(jù)發(fā)送，可以確保路徑的雙向連通性；步驟S105、源節(jié)點A接收到所述的路由回復以后即可以獲得到達目的節(jié)點D的路徑，以及該路徑的路由判據(jù)信息。源節(jié)點A將該路徑以及其路由判據(jù)信息添加到路由緩存中，并查看數(shù)據(jù)緩沖中是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。若有，進行步驟S11；在路由回復階段，路徑上的其它節(jié)點聽到次回復消息可以從數(shù)據(jù)中提取可用路徑，并把該路徑信息添加到自身的路由緩存中。
所述的路由請求一方面考慮了路由判據(jù)信息的收集，另外一方面在判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求或者是否從路由緩存中回復所述的路由請求時都新增加了路徑優(yōu)劣的判斷，從而實現(xiàn)了基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)路由；S11、按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)；以往的DSR都以源路由方式進行數(shù)據(jù)傳輸，即數(shù)據(jù)包含整條路徑信息的方式來進行數(shù)據(jù)傳輸。從實用與技術的先進性考慮，本發(fā)明的EDSR支持基于數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸方式。當源節(jié)點A發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先檢查數(shù)據(jù)流表中是否有到達目的節(jié)點D的數(shù)據(jù)流存在。如果不存在到達目的節(jié)點D的數(shù)據(jù)流，那么源節(jié)點A將建立一個臨時的數(shù)據(jù)流表，并給該表項一個時間限制，該時間限制到了，表示端到端的數(shù)據(jù)流已經(jīng)建立好，可以按照數(shù)據(jù)流的方式來進行數(shù)據(jù)傳輸。若該時間限制未到，表示本節(jié)點雖然已經(jīng)建立好流映射，但是路徑上的其它節(jié)點尚未建立好，則仍需要按源路由方法進行傳輸。如果存在到達目的節(jié)點D的數(shù)據(jù)流，則需要比較數(shù)據(jù)攜帶的路徑與數(shù)據(jù)流表中數(shù)據(jù)流的路徑的優(yōu)劣。在發(fā)送某數(shù)據(jù)時，源節(jié)點A將從路由緩存中查找路徑，并添加到數(shù)據(jù)中，此時稱被添加到該數(shù)據(jù)的路徑為數(shù)據(jù)攜帶的路徑。
若源節(jié)點A攜帶的路徑更優(yōu)，那么源節(jié)點A將用數(shù)據(jù)攜帶的路徑替換原有數(shù)據(jù)流，并重新建立數(shù)據(jù)流。此時，該數(shù)據(jù)將按源路由的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，使路徑上所有的節(jié)點都能創(chuàng)建或者重新建立數(shù)據(jù)流。若源節(jié)點A攜帶的路徑比數(shù)據(jù)流表中數(shù)據(jù)流所對應的路徑差或者相等，那么源節(jié)點A將去掉數(shù)據(jù)中的地址部分，并設置數(shù)據(jù)流傳輸標志。中間節(jié)點根據(jù)目的節(jié)點D在自身數(shù)據(jù)流表中存儲的路徑信息，查找到達目的節(jié)點D的路徑中的下一跳，并轉(zhuǎn)發(fā)出去。
當路由中的某節(jié)點B到鄰居節(jié)點C發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸失敗時，那么節(jié)點B將發(fā)起路由維護過程。即進行步驟S12；S12、路由維護。
本發(fā)明的路由維護具體包括以下步驟S121、節(jié)點B將該鄰居節(jié)點C到本節(jié)點的鏈路從路由緩存中刪除；S122、節(jié)點B查看所述數(shù)據(jù)的路由傳輸錯誤數(shù)是否超過最大路由傳輸錯誤值，若超過則忽略該數(shù)據(jù)。否則，修改所述數(shù)據(jù)的路由傳輸錯誤，并進行步驟S123；數(shù)據(jù)因鏈路失效將被中間節(jié)點修改原始路徑，利用新路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)，一次傳輸路徑的修改稱為一個路由傳輸錯誤。比如在目的節(jié)點移動大于網(wǎng)絡反應時，網(wǎng)絡中獲得的路徑信息始終為過時信息，那么發(fā)送給該節(jié)點的數(shù)據(jù)將不停地在網(wǎng)絡中轉(zhuǎn)發(fā)。路由的修改附帶著重新發(fā)起路由請求等操作，所以將帶來很大的網(wǎng)絡開銷。本步驟防止發(fā)送目的節(jié)點不是本網(wǎng)絡內(nèi)節(jié)點的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡內(nèi)被循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)，從而導致網(wǎng)絡癱瘓；S123、節(jié)點B從路由緩存中查找到達目的節(jié)點D的路徑，如果找到，則使用該路徑發(fā)送數(shù)據(jù)；若沒有找到則需要重新發(fā)起路由請求，獲得到達目的節(jié)點D的路由，并用該路徑發(fā)送數(shù)據(jù)；S124、節(jié)點B查看隊列中是否有正在使用該鏈路的數(shù)據(jù)，若有則轉(zhuǎn)到步驟S122；S125、節(jié)點B創(chuàng)建此鏈路失效的路由錯誤，并把所述的路由錯誤發(fā)送給源節(jié)點A，路徑上的所有上游節(jié)點依次處理并轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由錯誤；S126、源節(jié)點A收到所述的路由錯誤以后，把失效的鏈路從路由緩存中刪除。
在發(fā)送所述的路由錯誤時，路徑附近的節(jié)點可以偵聽到所述的路由錯誤消息，雖然所述的路由錯誤的目的節(jié)點并不是所述的路徑附近的節(jié)點的，但是所述的路徑附近的節(jié)點仍然需要對所述的路由錯誤進行處理。從而保證了節(jié)點緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的即時性。
源節(jié)點A在下次發(fā)送數(shù)據(jù)時查看路由緩存中是否還有其他到達目的節(jié)點D的路徑，若沒有則需要再次發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程。
本發(fā)明在判別路徑優(yōu)劣時需要把路徑的路由判據(jù)用某一確定的規(guī)則進行整合。通過本發(fā)明的路由發(fā)現(xiàn)，可獲得最小帶寬、包投遞率與路徑上節(jié)點的最大負荷等路由判據(jù)信息。EDSR選用的路由判決函數(shù)為這3個參數(shù)的加權(quán)平均Weight(Min_Bw，Max_Load，PDR)＝α·Min_Bw+β·Max_Load+γ·PDR其中，Min_Bw為路徑中節(jié)點最小剩余帶寬，α為其加權(quán)因子；Max_Load為路徑中節(jié)點最大負荷，β為其加權(quán)因子；PDR為路徑投遞率，γ為其加權(quán)因子，α、β與γ滿足|α|+|β|+|γ|＝1。需要指出的是，由于路由的目標是要選擇網(wǎng)絡負荷小的路徑，所以β的取值為負。另外，路徑最小帶寬、最大負荷與投遞率的表達式如下Min_Bw＝min(Bw1，Bw2，...，Bwi，...，Bwn-1)其中，n為路徑長度，Bwi為節(jié)點i的統(tǒng)計剩余帶寬；Max_Load＝max(Load1，Load2，...，Loadi，...，Loadn)其中Loadi為節(jié)點i的負荷；PDR=Πi=1n-1pdri,i+1]]>其中，pdri，i+1表示i到i+1的投遞率。
本發(fā)明的EDSR具體位置如圖3所示。
本發(fā)明還提供一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的節(jié)點，具體包括源節(jié)點、中間節(jié)點和目的節(jié)點，所述的源節(jié)點通過中間節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點，其特征在于，所述的節(jié)點包括路由發(fā)現(xiàn)模塊，基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的路由；數(shù)據(jù)傳輸模塊，按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點。
所述的節(jié)點還包括跨層共享模塊，用于收集節(jié)點的鏈路狀態(tài)信息以得到路由判據(jù)。
因為EDSR為IP的擴展，所以屬于網(wǎng)絡層的一部分。EDSR是在DSR的基礎上進行跨層設計而得到的。EDSR需要采集數(shù)據(jù)鏈路層的相關信息，所以在EDSR與數(shù)據(jù)鏈路層之間新增一跨層共享模塊。該模塊主要完成以下工作收集鄰居節(jié)點到本節(jié)點的各種鏈路狀態(tài)信息，比如剩余帶寬和投遞率等信息；以及為網(wǎng)絡層提供各種統(tǒng)計信息的訪問接口。
具體實現(xiàn)時，跨層共享模塊嵌入到鏈路層中，作為鏈路層的一部分。與原有的鏈路層接口相比，增加了各種鏈路性能參數(shù)的訪問接口。
本發(fā)明的EDSR修改了部分MAC參數(shù)，比如通過對MAC層數(shù)據(jù)包最大重傳次數(shù)的修改(如增大到原來的2倍)，來完成MAC參數(shù)的優(yōu)化。所述的優(yōu)化后的MAC和EDSR結(jié)合能使網(wǎng)絡具有很好的容錯能力，提升了網(wǎng)絡對沖突的適應性。
應當理解的是，上述針對具體實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應以所附權(quán)利要求為準；對本領域普通技術人員來說，根據(jù)本發(fā)明的技術構(gòu)思及其實施例，可能做出各種無創(chuàng)造性的改變或替換，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，包括A、源節(jié)點基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的路由；B、所述路由上的節(jié)點按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，步驟A還包括A1、源節(jié)點發(fā)送含有路由判據(jù)的路由請求，并初始化所述的路由請求中的路由判據(jù)；A2、后續(xù)節(jié)點對所述的路由請求進行路由回復；A3、源節(jié)點接收所述的路由回復。
3.如權(quán)利要求2所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，后續(xù)節(jié)點為中間節(jié)點或者目的節(jié)點，若為目的節(jié)點，則所述的步驟A2還包括中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求。
4.如權(quán)利要求3所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，步驟A2還包括A21、中間節(jié)點判斷是否忽略所述的路由請求，若是，忽略所述的路由請求，否則，進行步驟A22；A22、中間節(jié)點查找是否存在到達目的節(jié)點的緩存路由，若不存在，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求；否則，判斷所述的緩存路由是否比所述的路由請求所攜帶的路徑更優(yōu)，若是，回復所述的路由請求，否則，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求。
5.如權(quán)利要求4所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，步驟A21還包括A211、判斷所述的中間節(jié)點是否曾經(jīng)收到源節(jié)點發(fā)出的到目的節(jié)點的路由請求，如果是，進行步驟A212，否則，進行步驟A22；A212、判斷所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號與所述的路由請求的包序號的關系，如果所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號大于所述的路由請求的包序號，則忽略所述的路由請求；如果所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號小于所述的路由請求的包序號，則更新所述的中間節(jié)點存儲的路由請求的包序號，并進行步驟A22；如果所述的中間節(jié)點曾經(jīng)收到的路由請求的包序號等于所述的路由請求的包序號，則進一步判斷所述的路由請求所攜帶的路徑是否比曾經(jīng)收到的路由請求所攜帶的路徑更優(yōu)，如果是，進行步驟A22，否則，忽略所述的路由請求。
6.如權(quán)利要求4所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，若所述的中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求，則所述的中間節(jié)點還要進行判斷本節(jié)點隊列是否過長；所述的路由請求的生命周期是否到期；本節(jié)點當前的各種資源是否不允許轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求；所述的路由請求地址區(qū)是否沒有足夠的空間存放所述的中間節(jié)點的網(wǎng)絡地址；若上述的判斷結(jié)果為是，則忽略所述的路由請求，否則，轉(zhuǎn)發(fā)所述的路由請求。
7.如權(quán)利要求2所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，步驟A2還包括A23、后續(xù)節(jié)點更新所述的路由請求中的路由判據(jù)；A24、后續(xù)節(jié)點按照指定路由返回的方式回復所述的含有路徑和路由判據(jù)的路由請求。
8.如權(quán)利要求2所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，步驟A3還包括A31、所述的路由回復的路徑中的非源節(jié)點提取可用路徑；A32、所述的源節(jié)點接收所述的含有路徑和路由判據(jù)的路由回復；A33、所述的源節(jié)點將所述的含有路徑和路由判據(jù)的路由回復添加到路由緩存中。
9.如權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述的步驟B還包括B1、源節(jié)點檢查數(shù)據(jù)流表中是否存在到達目的節(jié)點的數(shù)據(jù)流，若不存在，進行步驟B2；否則，進行步驟B3；B2、源節(jié)點建立有時間限制的數(shù)據(jù)流，若到了所述的時間限制，按數(shù)據(jù)流的方式傳輸數(shù)據(jù)，否則，按源路由的方式傳輸數(shù)據(jù)；B3、源節(jié)點判斷數(shù)據(jù)所攜帶的路徑是否比數(shù)據(jù)流的路徑更優(yōu)，若是，按源路由的方式傳輸數(shù)據(jù)，否則，按數(shù)據(jù)流的方式傳輸數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，還包括C、節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)失敗時，進行路由維護。
11.如權(quán)利要求10所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，步驟C還包括C1、所述的節(jié)點刪除傳輸數(shù)據(jù)失敗的鏈路；C2、所述的節(jié)點查看所述的數(shù)據(jù)的路由錯誤數(shù)是否超過指定值，若是，忽略所述的數(shù)據(jù)；否則，進行步驟C3；C3、所述的節(jié)點查找是否存在到達目的節(jié)點的路徑，若是，使用所述的路徑傳輸數(shù)據(jù)；否則，發(fā)送路由請求，獲得到達目的節(jié)點的路由；C4、所述的節(jié)點查看隊列中是否存在使用所述的鏈路的數(shù)據(jù)，若是，轉(zhuǎn)到步驟C2，否則，進行步驟C5；C5、所述的節(jié)點創(chuàng)建路由錯誤，若所述的節(jié)點為非源節(jié)點，則進行步驟C6；C6、所述的非源節(jié)點將所述的路由錯誤發(fā)送給源節(jié)點，源節(jié)點、路徑上的節(jié)點和路徑附近的節(jié)點處理所述的路由錯誤。
12.如權(quán)利要求2所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述的路由判?jù)包括最小帶寬、包投遞率與路徑上節(jié)點的最大負荷。
13.如權(quán)利要求4、5或9所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟冢ㄟ^路由判決函數(shù)判斷路徑的優(yōu)劣。
14.如權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述的方法通過網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)鏈路層之間的跨層共享模塊收集節(jié)點的鏈路狀態(tài)信息以得到路由判據(jù)。
15.如權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述的方法還包括修改MAC層數(shù)據(jù)包最大重傳次數(shù)。
16.一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的節(jié)點，具體為源節(jié)點、中間節(jié)點和目的節(jié)點，所述的源節(jié)點通過中間節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點，其特征在于，所述的節(jié)點包括路由發(fā)現(xiàn)模塊，基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的路由；數(shù)據(jù)傳輸模塊，按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點。
17.如權(quán)利要求16所述的一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述的節(jié)點還包括跨層共享模塊，用于收集節(jié)點的鏈路狀態(tài)信息以得到路由判據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)，所述的方法主要包括基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)路由；然后按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)。所述的系統(tǒng)包括無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的節(jié)點，具體為源節(jié)點、中間節(jié)點和目的節(jié)點，所述的節(jié)點包括路由發(fā)現(xiàn)模塊，基于多準則的路由決策機制發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的路由；數(shù)據(jù)傳輸模塊，按源路由和數(shù)據(jù)流結(jié)合的方式傳輸數(shù)據(jù)到目的節(jié)點。利用本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)，能夠?qū)W(wǎng)絡沖突進行感知，滿足WMN網(wǎng)絡負載平衡的要求，滿足吞吐量最大化的設計目標，提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，提升網(wǎng)絡對沖突的適應性，緩解網(wǎng)絡規(guī)模與開銷之間的矛盾。
文檔編號H04L12/28GK1852256SQ20061003389
公開日2006年10月25日 申請日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月20日
發(fā)明者雒戰(zhàn)平, 高江海, 潘強, 姚忠輝, 方旭明, 沈強, 何蓉 申請人:華為技術有限公司