[發明專利]一種基于路徑質量感知的移動自組網Internet網關路由選擇方法

無效

• 申請號: 201010282607.5
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN101951658A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 劉元安;莊琳;劉凱明;唐碧華;謝剛;高錦春;李莉;黎淑蘭
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W40/12
• 分類號: H04W40/12;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于路徑質量感知的移動自組網Internet網關路由選擇方法，其具體步驟是：第一步驟：選擇基于路徑質量感知的網關路由選擇判據：

Metric＝α·MBR+β·PDR+γ·NQR???????????(1)

定義路徑最小帶寬可用率MBR：

MBR=min(Bw1,Bw2,···,Bwi,···,Bwn)B---(2)]]>

定義路徑累積投遞率PDR：

PDR=Πi=1n-1pdr(i,i+1)---(3)]]>

定義路徑最低隊列剩余負載可用率NQR：

NQR=min(Q1-q1Q1,···,Qi-qiQi,···,Qn-qnQn)---(4)]]>

其中n為路徑長度，Bw_i為節點i的剩余可用帶寬，B為基本數據帶寬；pdr(i，i+1)表示節點i到節點i+1的投遞率；q_i表示節點i的負載隊列長度，Q_i為節點i的緩存大小；α，β，γ為加權因子，且α，β，γ≥0，α+β+γ＝1。

第二步驟：基于跨層設計的剩余可用帶寬估計方法

利用802.11MAC層的載波監聽機制結合MAC幀幀頭的網絡分配矢量(NAV)字段進行估計剩余可用帶寬。節點信道忙閑比，即信道空閑度與信道可得平均剩余帶寬近似成正比。定義剩余帶寬估計表達式：

Bwi=kBΔ-Σj(NAVj+DIFS)-BackoffiΔ---(5)]]>

其中，B表示鏈路平均帶寬；Δ表示測量周期；NAV_j為節點i的鄰節點在Δ內的NAV值；DIFS為DCF幀間間隔；Backoff_i為節點i避退計數器的值。由于IEEE802.11特性，在避退策略影響下節點的可用帶寬不可能達到理論上線，故設定修正因子k，取值為0.89。

第三步驟：選擇到Internet網關路由的方法

移動自組網內部所有節點進行按需式路由發現，并將其到網關的路由作為默認路由予以維持。沒有默認路由的節點若有Internet業務需求需要發起網關路由請求。網關路由請求包中擴展了路徑質量信息字段，包括路徑最小帶寬可用率MBR、路徑累積投遞率PDR、路徑最低隊列剩余負載可用率NQR以及網關選擇判據Metric。網關路由請求沿途記錄下每條鏈路的路徑質量信息，網關在接收到網關路由請求后，根據路徑質量按照(1)計算網關選擇判據Metric，并將Metric添加到網關路由答復包中，并將該網關路由答復包單播返回源節點。源節點從接收到的L條來自相同或不同網關的路由答復記錄中，選擇具有最大Metric值的路由作為到網關的默認路由，同時保存其余的網關路由答復記錄。

第四步驟：維護默認路由的方法

當源節點維護的到網關節點的默認路由失效或者通信路徑發生斷裂時，源節點從其余的應答請求記錄中，選擇具有最大Metric值的路由作為默認路由，必要時需要進行網關切換。若該次選擇仍不能正常通信，則源節點重新發起網關路由請求。

2.如權利要求1所述的一種基于路徑質量感知和跨層設計的移動自組網Internet網關路由選擇方法，其特征在于：引入網關路由選擇判據后，該方法要求每個移動自組網內源節點能夠在適當的包格式域中記錄路徑質量信息，當源節點需要一條通向網關節點的路由時，該方法啟動網關路由發現過程，當節點接收網關路由請求時，該方法按照以下步驟處理路由請求：

A.啟動網關路由發現過程；

B.廣播包含路徑質量信息的網關路由請求包；

C.中間節點收到該請求包時，若該包曾經被本節點轉發，則銷毀請求包，不再轉發；

D.否則，如果中間節點處于過載狀態，則銷毀請求包，不予轉發；

E.否則，根據本節點MAC層及網絡層提供信息更新請求包中的路徑質量信息，建立到上一跳節點的反向路由，并繼續轉發該請求包；

F.如果節點是網關節點，更新請求包中的路徑質量信息，按照(1)計算Metric，并將路徑質量信息及Metric添加到網關路由答復包中；

G.將網關路由答復包單播返回源節點；

H.如果源節點沒有接收到L條路由答復，則繼續接收，直至接收到L條路由答復；

I.源節點收到L條路由答復后，選擇具有最大Metric的路由作為至網關的默認路由，該網關為其默認網關，同時保存其余的網關路由答復記錄；

J.結束網關路由發現過程。