[發明專利]基于負載均衡的跨層動態源路由協議的建立方法

無效

• 申請號: 200810219302.2
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101415248A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 周杰英;李靜;肖繼瓏;肖博興;謝偉聰
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04W80/06
• 分類號: H04W80/06;H04W28/02;H04W84/02
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 禹小明

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種基于負載均衡的跨層動態源路由協議的建立方法。

技術背景

隨著無線網絡的發展，近年來無線Mesh網絡(WMN，WirelessMesh?Networks)已成為研究熱點。WMN是一種多跳、具有自組織和自愈特點的寬帶無線網絡結構，即一種高容量、高速率的分布式網絡，與傳統無線網絡有較大差別。近年來，有關WMN技術的研究取得了很大的進展。研究的關鍵技術包括智能天線技術、多址接入技術、Mesh路由技術、無線交換技術等，對各個問題的研究也取得了很大的進步，已經有一些相關的標準出臺，但是仍有許多需要改進的地方。如現有的MAC層協議和路由協議應用于無線多跳Mesh網絡時，不能很好地支持擴展性，網絡的吞吐量隨著跳數和節點數的增加，會快速下降，這就是無線Mesh網絡的擴展性問題。因而，需要對現有網絡特別是IEEE802.11無線局域網、Ad?hoc網絡的各層協議作修改甚至要重新設計，以便適應無線Mesh網絡的特點。

目前國內對無線Mesh網絡的研究還主要停留在對無線Mesh網絡結構，無線Mesh網絡技術標準及無線Mesh網絡路由協議的綜述和介紹上，在對無線Mesh網絡具體路由協議上的研究還很少。國外對無線Mesh網絡路由協議的研究主要在兩個方面上：一方面是將應用于傳統Ad?hoc的路由協議進行修改使其符合無線Mesh網絡的特性，另一方面就是研究專用于無線Mesh網絡中的路由協議。由于無線Mesh網絡在某些情況下可以看作是移動版Ad?hoc網絡的一種特殊形態，所以將應用于傳統Ad?hoc的路由協議進行修改后應用在無線Mesh網絡中是目前的研究熱點。盡管有一些Ad?hoc網絡的路由協議可用，如DSDV(Destination?Sequenced?Distance?Vector?Routing)、DSR(Dynamic?Source?Routing)、AODV(Ad?hoc?On-demand?DistanceVector)等。

在現有的DSR協議中，每次路由請求都可能會出現多條可供選擇的路徑，所以在以網絡傳輸速率和網絡穩定性為關注點的無線Mesh網絡中DSR協議顯然要更適用。

傳統的DSR路由協議采用“跳數”作為路由判據，即最短路徑，并沒有考慮網絡的負載，如果直接用在WMN上，顯然是不合適的，這類“最短路徑”路由協議通常會形成“熱點”問題；同時中間節點的回復也會造成“熱點”問題，使得某些節點負載過大，成為網絡的瓶頸。

現有的負載均衡路由協議中，大都僅考慮單個節點的負載或路徑的總負載，卻未曾綜合考慮節點的帶寬、時延等因素對網絡性能的影響，路由判據單一。從網絡宏觀的角度看，網絡的流量好像是達到了均衡，但就單個節點而言，有時并未達到減輕負載的效果。因此，在考慮路由判據時，應該充分搜集和利用能反映路徑質量的參數。

綜上所述，現有的路由協議適用于WMN存在著許多迫切需要解決的問題，目前尚無特別適用于WMN的路由協議。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，設計一種適合于WMN的高效路由協議，一種無線Mesh網絡中基于負載均衡的跨層動態源路由協議(CLDSR-LB，Cross-Layer?Dynamic?Source?Routing?ProtocolBase?on?Load?Balance)的建立方法，以提高WMN的吞吐量等性能指標。

本發明的目的通過以下技術方案來予以實現：

一種基于負載均衡的跨層動態源路由協議的建立方法，采取單徑路由的形式，基于動態源路由協議，其包括以下步驟：

基于IEEE802.11?MAC層技術，設定周期T，在周期T內偵聽節點S的鄰居節點發送請求幀和發送允許幀中的網絡分配向量，計算該節點的空閑時間，得到該節點的剩余可用帶寬；

根據該節點S的剩余可用帶寬、節點S的負載、跳數和緩存隊列中的數據量，傳遞給網絡層形成路由判據，并選取路由判據最大的路徑參數；

建立用來轉移流量的多個網關，將流量分流到各個網關。

節點S的空閑時間如下式計算取得：