[發(fā)明專利]一種基于自組織網(wǎng)絡的高效動態(tài)轉網(wǎng)和負載均衡方法

有效

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• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112383889B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 王彬;吳婉晴;馬琳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H04W4/33
• 分類號: H04W4/33;H04W8/00;H04W28/08;H04W36/00;H04W36/30;H04W48/16;H04W84/18
• 代理公司: 哈爾濱奧博專利代理事務所(普通合伙) 23220
• 代理人: 葉以方

本發(fā)明公開了一種基于自組織網(wǎng)絡的高效動態(tài)轉網(wǎng)和負載均衡方法，屬于無線通信技術領域。本發(fā)明研究內(nèi)容為實現(xiàn)一個室內(nèi)環(huán)境下移動自組網(wǎng)的搭建。主要分為三個部分：初始化流程，模式轉換流程和終端踢出流程。所搭建網(wǎng)絡是一個雙層的網(wǎng)絡結構，初始化流程可以自動實現(xiàn)節(jié)點模式選擇和整個網(wǎng)絡的搭建，模式轉換流程保證當前的網(wǎng)絡鏈路傳輸速率，終端踢出流程保證終端節(jié)點與中繼節(jié)點之間的傳輸速率，實現(xiàn)網(wǎng)絡負載均衡。該網(wǎng)絡是無中心的網(wǎng)絡結構，節(jié)點模式分為終端節(jié)點和中繼節(jié)點，中繼節(jié)點通過Ad?Hoc組網(wǎng)進行連接，終端節(jié)點連接中繼節(jié)點產(chǎn)生的WiFi信號，以實現(xiàn)雙層網(wǎng)絡的構成。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于自組織網(wǎng)絡的高效動態(tài)轉網(wǎng)和負載均衡方法，是一種利用UDP傳輸、Ad-Hoc組網(wǎng)和WiFi等技術來實現(xiàn)移動自組網(wǎng)的高效動態(tài)轉網(wǎng)和負載均衡方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

近年來移動通信不斷發(fā)展，通信場景日益多樣化。借助于不斷升級演化的基礎通信設施，人們的日常通信需求己經(jīng)基本得到滿足。然而，嚴重依賴于基礎網(wǎng)絡設施的傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)在一些特殊場景下并不適用，例如在自然災害現(xiàn)場中基礎設施被大面積破壞、在未知環(huán)境探測中缺乏基礎設施覆蓋等等。無線移動自組織網(wǎng)絡(Mobile?Ad-HocNetwork，MANET)正是針對這些場景提出的一種可靠通信方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種基于自組織網(wǎng)絡的高效動態(tài)轉網(wǎng)和負載均衡方法，旨在開展室內(nèi)無線自組網(wǎng)組網(wǎng)通信技術研究，以解決室內(nèi)未知環(huán)境中數(shù)據(jù)的可靠通信問題。

一種基于自組織網(wǎng)絡的高效動態(tài)轉網(wǎng)和負載均衡方法，所述高效動態(tài)轉網(wǎng)和負載均衡方法包括以下步驟：

S100、初始化流程：節(jié)點首先掃描當前室內(nèi)的WiFi信號，如果掃描到以SSID開頭的WiFi信號且所述WiFi信號的RSS值高于設定的閾值，則所述節(jié)點轉換為終端模式，即所述節(jié)點轉換為終端節(jié)點；如果掃描不到SSID開頭的WiFi信號，或者掃描到所述WiFi信號，但是RSS值低于設定的閾值，則所述節(jié)點轉換為中繼模式，即所述節(jié)點轉換為中繼節(jié)點；

S200、模式轉換流程：當網(wǎng)絡中的終端節(jié)點發(fā)現(xiàn)所連接的中繼節(jié)點的WiFi信號值小于某一閾值時，則掃描附近其他滿足要求的WiFi，如果存在其他WiFi信號且RSS值高于閾值時，則所述終端節(jié)點會斷開目前連接的中繼節(jié)點轉而與符合要求的中繼節(jié)點連接；

S300、終端踢出流程：設定每個中繼節(jié)點連接不超過7個終端節(jié)點，如果所述中繼節(jié)點已經(jīng)有7個終端節(jié)點進行了連接，則通過UDP發(fā)送踢出終端信號，拒絕其他終端節(jié)點的連接請求，被踢出的終端節(jié)點轉而連接其他中繼或者轉為中繼模式，保證網(wǎng)絡中終端節(jié)點之間的傳輸速率，實現(xiàn)負載均衡。

進一步的，在S100中，節(jié)點轉換為中繼模式時，首先所有節(jié)點同時上電，然后每個節(jié)點設置一個隨機數(shù)，每個節(jié)點在所述隨機數(shù)代表的秒數(shù)后再執(zhí)行初始化。

進一步的，在S100中，具體包括以下步驟：

S101、啟動初始化流程；

S102、隨機等待0-9s；

S103、節(jié)點掃描當前室內(nèi)的WiFi信號；

S104、判斷是否掃描到以SSID開頭的WiFi信號且所述WiFi信號的RSS值高于設定的閾值，所述設定的閾值為信號強度大于60/100的AP信號，若是，則執(zhí)行S106；否則，執(zhí)行S105；

S105、所述節(jié)點轉為中繼模式；

S106、將掃描到的SSID按信號強度從大到小排列，并從信號強度大的SSID開始依次嘗試連接；

S107、判斷所述節(jié)點是否與所述SSID連接成功，若是，則執(zhí)行S109；否則，執(zhí)行步驟S108；

S108、所述節(jié)點轉為中繼模式；