[发明专利]链路质量评估方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络测试领域，特别涉及一种链路质量评估方法和装置。

背景技术

随着WSN(Wireless Sensor Network，无线传感器网络)的发展，其被广泛应用于环境监测、目标跟踪、入侵检测、交通控制和智能家居等军用或民用领域。由于网络无线链路容易受环境影响产生数据丢失现象，造成链路质量的不稳定。在实际应用中，准确有效地评估出无线链路质量对提高整个无线通信网络的可靠性和有效性具有十分重要的作用，并且对网络拓扑控制、路由协议、功率控制和定位等技术的设计有重要影响。无线传感器网络链路质量与网络中的数据包传输冲突大大相关，因此，PRR(Packet Reception Ratio，数据包正确接收率)指标能直接反映网络的链路质量状态，被广泛地用于链路质量评估，其具体评估方式包括：在网络中，通过发送大量的Hello报文消息，以获取PRR值。然而，由于大量Hello报文造成的时延影响，PRR值并不能快速及时地反映链路质量的变化。同时，发送大量的Hello报文消息也加重了能量消耗与网络负载，这对低能量和低带宽的WSN具有致命影响。

基于PRR指标评估方法的这一不足，其他若干链路指标(如链路质量标识LQI、接收信号强度标识RSSI)被用于评估链路质量以代替PRR指标，目标是使用最少的评估开销(如时间、能量)对链路质量进行评估，且精确度接近PRR，即与PRR有较高的相关性。其中，相关性是通过相关系数来衡量的，相关系数的取值范围为(-1，+1)，相关系数越接近于1，表明两随机变量相关程度越高，即该链路指标对链路质量的评估越接近于PRR，评估越准确。

现阶段，大量的传感节点使用LQI(Link Quality Indicator，链路质量标识)来反映瞬时链路质量。节点的物理层在每次成功接收的数据包中可以提取LQI值，其实现简单。现有很多的研究已经考虑了将LQI作为链路质量评估指标的问题，并考虑在单个数据包传输情况下LQI的稳定性。研究表明，在传输几百个数据包情况下，LQI能对链路质量提供比较精确的估计，同时在不同采样频率(窗口)下LQI与PRR具有不同的相关性。

在对现有技术进行分析后，发明人发现现有技术至少具有如下缺点：

使用LQI做评估指标对链路进行评估，其评估效果同采样窗口大小关系密切，选用一段时间(采样窗口)内的LQI均值来描述链路质量，即对接收到的所有数据包分成若干组，每一组内的数据包的个数为m(即采样窗口大小)，在每一组内计算数据包的LQI均值。一般来说，采样窗口越大，计算的链路质量结果越准确，但是时延越长。在现有技术中，计算LQI均值时，使用的窗口大小一般是120。当采样窗口较小(小于120)时，LQI均值与PRR的相关性比较低，无法对链路质量做出较为准确的判断。因此，采用LQI均值指标只能准确评估较长时间的链路质量的平均情况，不能及时反映链路的瞬时状态。

发明内容

本发明实施例提供了一种链路质量评估方法和装置。所述技术方案如下：

一种链路质量评估方法，包括：

获取链路上预设采样窗口内所有数据包的链路质量标识；

根据所述预设采样窗口内所有数据包的链路质量标识，获取所述预设采样窗口内的链路质量偏移率，所述链路质量偏移率为数据包的链路质量标识变化率；

根据所述链路质量偏移率与预设阈值，对所述链路质量进行评估。

一种链路质量评估装置，包括：

链路质量标识获取模块，用于获取链路上预设采样窗口内所有数据包的链路质量标识；

链路质量偏移率获取模块，用于根据所述预设采样窗口内所有数据包的链路质量标识，获取所述预设采样窗口内的链路质量偏移率，所述链路质量偏移率为数据包的链路质量标识变化率；

评估模块，用于根据所述链路质量偏移率与预设阈值，对所述链路质量进行评估。

一种无线路由器，所述无线路由器包括上述的链路质量评估装置。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过获取预设采样窗口内的链路质量偏移率，并根据该质量偏移率对无线传感网络链路质量进行评估，相较于现有技术的方法，与PRR有更好的相关性，也能更稳定精准的表征链路质量，且无论窗口大小，链路质量偏移率与PRR的相关性均大于LQI均值与PRR的相关性，对链路质量的判断更加准确，能够快速准确的估计传感器网络无线链路的质量状况，具有良好的及时性和有效性。

附图说明