[发明专利]无线Mesh网络的跨层路由优化的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线Mesh网络(WMN：Wireless Mesh Network)，尤其涉及一种无线Mesh网络的跨层路由优化的方法及装置。

背景技术

由于更低的成本、灵活的配置以及增强的网络覆盖和网络容量，使得无线Mesh网络(WMN：Wireless Mesh Network)技术应用越来越广泛，其优异的性能受到学术界和产业界的青睐，已经成为下一代无线网络中涌现出来的一种非常具有应用前景的新型无线组网技术。无线Mesh网络主要由Mesh终端和Mesh路由器组成。其中，各个Mesh路由器构成了无线网络的网络架构基础和骨干网络，并与有线网络进行互联组网，一起为Mesh终端提供多跳无线互联网络连接。

传统的网络使用分层的协议模型，不同协议层之间彼此透明。协议开发和实现是一个简单而又可升级的过程。但是，由于无线网络的复杂性，分层协议设计的方法并不一定非常适合无线网络。例如，无线环境下的物理信道是变化的，容量和误比特率等都是不断变化的。采用优化的调制编码方案和差错控制方案可以改进物理信道的性能，但还是不能像更高层所期望的一样保证稳定的容量、低丢包率与可靠的连接性。因此，在无线网络中，高层协议必然会受到物理信道不稳定的影响。为了更进一步提高无线网络的性能，MAC(媒体接入控制，Media Access Control)、路由及传输协议必须要和物理层一起工作。此外，MAC、路由和传输协议也需要互相合作，这些交互需要在不同层协议之间的跨层设计。通过利用物理层、MAC层、路由层等协议层之间的联合设计是无线多媒体业务QoS(服务质量，Quality of Service)要求的一种行之有效的方法。

现有技术中，OLSR(最优链路状态路由，Optimized Link State Routing)路由协议是一种基于多点中继的表驱动路由协议。每个节点使用一个或多个路由表来维护全网拓扑，并通过周期性地广播拓扑信息来保持路由表信息与网络拓扑变化之间的一致性，节点在发送数据分组时只要到达目的节点的路由存在，就能够立即得到到达目的节点的路由信息，因此具有时延小的特点。OLSR协议的优化技术是采用了多点中继MPR(Multipoint Relay)提供一种选择性洪泛机制，减少同一区域内的相同路由控制分组的重复转发次数来降低网络中广播分组的数量。只有被选做多点中继MPR的节点才会产生链路状态信息以及转发其他节点发送的信息，减少了网络中控制消息的数量，降低了控制分组的广播所带来的重复转发开销。

OLSR路由协议的问题在于，在多点中继MPR选择和路由计算的过程中，仅依靠节点覆盖度作为MPR节点的选取原则、没有考虑到节点的随机移动性引起路径中存在链路不稳定性等因素以及未考虑节点的处理负荷，网络拥塞状态以及无线链路的带宽、时延等性能参数导致MPR集的节点选择不准确，造成网络拥塞，影响网络性能。

现有技术中，Performance-DSR(P-DSR)跨层路由协议是根据链路状态和节点发送缓存的状态信息对DSR(动态源路由协议，Dynamic Source Routing)进行了优化和改进而提出。P-DSR协议通过RPV(路由性能值，Route Performance Value)路由机制来考虑节点间无线链路状态对路由性能的影响，即链路的中断概率，同时又考虑了节点本身状态对路由性能的影响，即节点发送缓存溢出的概率，以此构建路由性能值RPV作为路由选择的标准，避免业务过于集中造成网络性能的下降。

P-DSR路由协议适应节点高速运动的场景，而在节点低速移动的网络中，由于中断概率和发送缓存不能很好的反映路径的实时状态以及网络的拥塞状况，未对信道的状态进行区分对待，导致路由更新不准确，性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无线Mesh网络的跨层路由优化的方法及装置，解决目前跨层路由时存在的因无法获得更准确的网络状态而造成的路由更新不准确及路由性能较差的问题。

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于信道状态的跨层路由优化的方法，包括：

步骤1：根据无线链路的传输效率参数估计当前网络的信道状态，在判断信道状态为传输性能差时，根据分组成功率、剩余负载率判断出当前丢包的原因，根据所述丢包原因调整最大重传次数；