[发明专利]一种无线mesh网络的链路质量测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及无线传输和计算机系统结构理论。

背景技术

在无线网络中，高效、准确、实时稳定的链路质量估计是保证上层协议性能的基础，如路由协议选择通信质量较好的链路迸行数据传输，链路质量估计的准确性直接影响到路由协议的性能。然而无线链路固有的动态特性，以及不可预测性使得实时、准确的链路质量估计面临巨大挑战，尤其是在复杂的网络环境下，如周围有移动设备的接入、各种静止或移动的障碍物、其它无线网络如802.11、电子通信设备等，无线链路的状态在短时间内变化很快，表现出高度的突发性。故宫文物展陈环境监测系统就是一个典型的应用实例，不同时间不同流量及不同移动程度的游客，以及无线网络及电子通信设备的干扰等，严重影响了无线通信链路的通信质量。在这类复杂环境中，需实时感知链路的突发性变化，准确、自适应地估计链路质量，对链路状态变化能快速响应显得尤为重要。

链路质量是指传输媒介所能提供的用于有用信号传输的环境好坏。在有线环境下，信号在封闭的金属媒介中传输，影响链路质量的因素主要是距离和其它节点信号的冲突；而在无线环境中，信号是在开放的环境中传输的，因此影响链路质量的因素较之有线信道中就要复杂的多。相对于有线链路，无线链路具有以下几个主要的特点：

1.传输媒介的性质相对于均匀稳定的有线媒介来说要复杂的多，由此所带来的多径效应和频率弥散等特性给信号造成的衰落作用比有线信道要严重的多；

2.无线传输环境中媒介的参数特性是时变的，也就是说影响传输环境的因素的强弱、方向等因素是随时间随机变化的，这与有线信道下传输媒介特性参数基本不变的特性又有很大不同，由此给传输造成的影响的强弱也随机变化；

3.由于不同的无线传输设备都使用相同的传输环境，所以在开放的无线传输环境中，相邻频段的干扰要比有线环境中严重许多。

4.无线传输环境中的双向信道可能不是对称的，一般不能从前向信道的质量直接推出反向信道的质量。

目前，大量研究人员对链路质量估计问题展开了深入研究，提出许多链路质量估计方法，一般分为两大类：基于硬件的链路质量估计和基于软件的链路质量估计。基于硬件的链路质量估计直接从硬件获取相关信息，如RSSI(Received Signal Strength Indicator)，LQI(Link Quality Indicator)，SNR(Signal to Noise Ratio)等。这类方法较为简单、开销小，但不能准确反应链路在一段时间内的状态；基于软件的链路质量估计方法一般通过周期性的发送控制分组来探测链路的质量如ETX(Expected Transmission Count)，或使用某种预测机制对链路在将来一段时间内的质量进行预测。这类方法考虑了分组的丢失情况，能够准确反映当前的链路质量，但存在以下问题：首先，如果统计周期太短会大大增加估计开销，同时频繁的链路质量更新会导致其他网络问题，如频繁的路由更新、路由震荡或路由环等。其次，统计周期时间太长，又不能实时反应链路的当前状态，尤其是在存在大量突发性链路的环境内，不能有效感知短时间内链路的持续变化。然而已有研究表明，突发性链路在低功率无线传感器网终中普遍存在，高效感知突发性链路，能够大大提高网络的性能，最后，如果估计算法太复杂，对于资源受限的传感器节点来说，则不能在节点实现在线的实时的链路质量估计，链路质量观测模型如图1所示。

因此有必要研究进行链路质量测量，在保障数据可靠高效传输的时间并减少冗余。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决现有无线mesh网络的无有效链路质量测量方法问题。

本发明为解决上述技术问题提供一种无线mesh网络的链路质量测量方法，其特征在于：

A、使用DEvLQ功能模块通过特定的设备报告无线mesh网络中所有的链路质量； 

B、使用预订计划设计原则设计DEvLQ功能模块；

C、REACH协议使无线mesh网络中的节点通过观测不同的节点信息，获得高粒度的链路质量参数，并设置网络链路质量测量协议；

D、设置误包率(PER)测量协议。