[發(fā)明專利]一種基于網(wǎng)絡(luò)情境感知的路由協(xié)議分布式自適應(yīng)切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810192615.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108513330B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛敏;劉菲菲;孫紅光;史琰;劉博濤;李建東;張琰;劉俊宇;文娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/02
• 分類號(hào): H04W40/02;H04L12/721;H04L12/741
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于通信路由或路徑選擇技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于網(wǎng)絡(luò)情境感知的路由協(xié)議分布式自適應(yīng)切換方法，包括：節(jié)點(diǎn)周期性獲取自身的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息(MAC層緩存隊(duì)列分組占用率，鏈路斷開(kāi)率)，通過(guò)與一跳鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)信息包的交互，實(shí)現(xiàn)局部網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知；根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)以及效用函數(shù)進(jìn)行路由協(xié)議切換準(zhǔn)則設(shè)計(jì)；根據(jù)感知到的局部網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，采用路由協(xié)議切換準(zhǔn)則選擇當(dāng)前情景下適合的路由協(xié)議；采用不同路由協(xié)議之間的兼容性設(shè)計(jì)來(lái)保證不同協(xié)議之間的正常通信。本發(fā)明充分利用現(xiàn)有的表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議以及按需路由協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)情景的感知，并進(jìn)行自適應(yīng)路由協(xié)議切換，可提升數(shù)據(jù)包的投遞率并降低路由協(xié)議的開(kāi)銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信路由或路徑選擇技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)情境感知的路由協(xié)議分布式自適應(yīng)切換方法。

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：在無(wú)線通信中，分布式網(wǎng)絡(luò)即是由一組移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在無(wú)需網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施條件下，通過(guò)無(wú)線鏈路動(dòng)態(tài)連接組成的一個(gè)自治性網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)均是移動(dòng)的，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是不斷變化的。由于網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景是在動(dòng)態(tài)變化的，這時(shí)路由協(xié)議設(shè)計(jì)就顯得尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的路由協(xié)議，如表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議、按需路由協(xié)議等都是為某種特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)的。表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議適合節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度較慢且業(yè)務(wù)量較多的網(wǎng)絡(luò)，而按需路由協(xié)議適合節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度較快，業(yè)務(wù)量較少的網(wǎng)絡(luò)。因此沒(méi)有哪一種自組網(wǎng)路由協(xié)議可以在各種網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下均表現(xiàn)良好。為了使路由協(xié)議更好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的變化，現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的情境要素，如業(yè)務(wù)量、速度等信息進(jìn)行感知，通過(guò)路由協(xié)議參數(shù)的調(diào)整來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)的性能。然而，由于可調(diào)整參數(shù)單一，這種改進(jìn)仍然避免不了特定路由協(xié)議自身所帶來(lái)的缺陷。現(xiàn)有自適應(yīng)路由協(xié)議切換算法相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行路由協(xié)議切換準(zhǔn)則設(shè)計(jì)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景感知，自適應(yīng)進(jìn)行路由協(xié)議切換。

但是，現(xiàn)有自適應(yīng)路由協(xié)議切換技術(shù)仍然存在的問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)在自適應(yīng)路由協(xié)議的設(shè)計(jì)上仍然存在網(wǎng)絡(luò)情境感知機(jī)制不完善、路由協(xié)議切換準(zhǔn)則不明確、切換過(guò)程通信連續(xù)性無(wú)法保障。這些問(wèn)題一方面將會(huì)導(dǎo)致不能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)情境變化及時(shí)感知，從而造成切換不準(zhǔn)確或者切換延遲等問(wèn)題，另一方面不同路由協(xié)議之間不能夠進(jìn)行通信，導(dǎo)致在切換過(guò)程中正在進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包丟失。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的難度和意義：通過(guò)解決以上問(wèn)題，首先可以根據(jù)實(shí)際需求獲得不同路由協(xié)議在不同網(wǎng)絡(luò)情境下的綜合性能對(duì)比，其次可以及時(shí)的對(duì)網(wǎng)絡(luò)情境變化做出感知，并進(jìn)行自適應(yīng)決策，最后即使在切換過(guò)程中，同時(shí)存在多種不同路由協(xié)議也能保證數(shù)據(jù)包的準(zhǔn)確傳遞。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)情境感知的路由協(xié)議分布式自適應(yīng)切換方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于網(wǎng)絡(luò)情境感知的路由協(xié)議分布式自適應(yīng)切換方法，所述基于網(wǎng)絡(luò)情境感知的路由協(xié)議分布式自適應(yīng)切換方法采用節(jié)點(diǎn)在介質(zhì)訪問(wèn)控制層緩存隊(duì)列中的分組占用率作為業(yè)務(wù)量的表征，采用本節(jié)點(diǎn)一跳鄰居節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的鏈路的斷開(kāi)率作為節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的表征；網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性地感知本節(jié)點(diǎn)的MAC層分組緩存隊(duì)列中的分組占用率和到一跳鄰居鏈路的通斷狀態(tài)，獲知網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的情境。

進(jìn)一步，所述基于網(wǎng)絡(luò)情境感知的路由協(xié)議分布式自適應(yīng)切換方法包括以下步驟：

步驟一，網(wǎng)絡(luò)情境要素的表征和感知方法，采用節(jié)點(diǎn)在MAC層緩存隊(duì)列中的分組占用率作為業(yè)務(wù)量的表征，采用本節(jié)點(diǎn)一跳鄰居節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的鏈路的斷開(kāi)率作為節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的表征；網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性地感知本節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)情境要素，并將獲取的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息周期性廣播；具體步驟如下所示：

(1)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性檢測(cè)自己的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參量，該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參量包括本節(jié)點(diǎn)一跳鄰居節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的鏈路的斷開(kāi)率LB以及節(jié)點(diǎn)在MAC層緩存隊(duì)列中的分組占用率IFQ，并計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。其中LB＝left_num/T，left_num即節(jié)點(diǎn)記錄T時(shí)間內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)離開(kāi)的個(gè)數(shù)，IFQ＝q/MAX_SIZE，q為當(dāng)前時(shí)刻本節(jié)點(diǎn)MAC層緩存隊(duì)列中的分組個(gè)數(shù)，MAX_SIZE為MAC層分組緩存隊(duì)列最大容量；