[发明专利]一种干扰感知的无线mesh网P2P资源分发方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络和移动计算领域，具体为一种干扰感知的无线mesh网P2P资源分发方法。

背景技术

多跳无线mesh网络支持诸多潜在的应用，如最后一公里的宽带Ihternet接入、分布式文件备份和视频监控等，因此，多跳无线mesh网络已经越来越引起研究人员的重视。无线网络具有有限的带宽，为了提高无线网络中业务和应用的服务质量，网络用户和研究人员都希望能通过使用新的技术来加速网络下载，如采用P2P技术以支持从多个拥有文件的server peer节点合作进行文件传输，来提高P2P下的文件下载速率。

然而，和有线网络的P2P分发系统相比，无线网络存在不可避免的无线传输干扰(即使在多射频多信道(multi-radio multi-channel)的无线网络中，如果两条传输路径使用同一个信道，它们之间也可能出现干扰)。干扰的存在已严重影响了P2P系统在无线网络中的传输性能，给多跳无线mesh网络中进行文件分发带来了如下挑战：

首先，在P2P系统中，为了加速文件的下载速度，提高文件下载的满意度。一个client peer可能会选择一个或者多个拥有该文件的server peer，通过从多个server peer合作来下载所需的文件，以获得较高的聚合下载吞吐量。如何在多个拥有文件的server peer集合中选择部分为客户端peer服务，这是P2P系统中的peer节点选择问题。选择较多server peer同时为客户peer提供文件，客户peer可以获得较大的聚合吞吐量，该结论在有线网络中普遍成立，然而由于无线信道干扰的存在，在无线网络中并不成立。

其次，无线网络干扰的存在，不仅影响到P2P系统中server peer的选择，还影响了文件传输下载路径的计算。这是因为给定所选择的sever peer后，只有优化计算从server peer到client peer节点的多条下载路径，才能降低共享无线信道的干扰，提高文件传输的性能。更为重要的是，不同的路由方案反过来又会影响peer选择结果，peer选择和路由计算是紧密相关的。所以，为了获得最优的文件传输质量，需要将peer选择和路由计算相结合。

因此，在多跳无线mesh网络设计P2P资源分发方法时，需要将无线网络干扰作为重要因素进行考虑，以最大化获得资源下载的聚合网络吞吐量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种干扰感知的无线mesh网P2P资源分发方法，为多个client peer提供最优的资源下载性能，即拥有最大的网络聚合吞吐量和有限的网络下载时延。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种干扰感知的无线mesh网P2P资源分发方法，包括多跳无线mesh网络，多跳无线mesh网络包括若干个网络节点，网络节点之间互相通信，网络节点包括多个拥有请求文件的节点，即server peer，以及多个请求文件下载的节点，即client peer，client peer通过多跳与server peer通信，该方法包括以下步骤：

步骤1：将无线mesh网络中延迟不等的边转化为多条延迟相等的链路相连，其中边为直接连接两节点的链路；

步骤2：使用源节点s’将所有的server peer节点连接，使用目的节点d’将所有的client peer节点连接，并使用单位延迟链路连接s’和sever peer节点，使用单位延迟的链路连接d’和client peer节点；

步骤3：利用Dijkstra’s方法找到从源节点s’到目的节点d’的最短路径，如果找到的路径不满足少于W’跳，则停止搜索，其中W’为常数；

步骤4：通过迭代的方法寻找不相交路径，如果再也找不到一个与现有路径集合T节点不相交的路径，则程序结束。

步骤1中边的转化过程如下：计算网络中所有链路延迟的最大公约数，将此最大公约数定义为c，这样每条链路的延迟就能够表示为I×1/c，其中I为整数，如图2所示，原来的每条边就可以表示为I条边和I-1个节点组成的链，延迟约束转化为W’＝W×c+1。

步骤3中迭代的方法寻找不相交路径，详细流程如下：

先通过宽度优先搜索Depth-First-Search(DFS)找到从s’到d’的路径r。如果这条路径r的长度小于W’，那么路径r就可以接受为下载路径，放到集合T中。假设DFS寻找到了节点n，正在寻找路径的下一跳。为了保证在集合T中的路径都是节点不相交的路径，方法需要选择不属于集合T中的节点作为下一跳的节点。