[发明专利]一种利用局部特性的传感网链路质量估计值计算方法

说明书

本发明公开了一种利用局部特性的传感网链路质量估计值计算方法。现有的链路质量估计值计算方法，如平均值法，或者带权值的平均值法，其计算出的估计值在描述网络链路质量时和现实情况差别较大，没有考虑到软件更新过程的传播特性，因而计算结果在代入分析模型后计算的完成时间和实验床实际软件更新完成时间不吻合。所述计算方法是利用局部特性计算各节点对的局部链路质量估计值，然后将各个局部链路估计值的平均值作为网络的链路质量估计值，这一计算过程考虑了软件更新过程的传播特性，计算出的链路质量估计值和实际情况吻合。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种利用局部特性的传感网链路质量估计值计算方法。

背景技术

传感网的常见情况是由随机部署的大量集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微型传感器节点通过自组织的方式构成的无线网络。这些微型传感器节点通过传感器可以感知、探测周围环境的信息，如，获取温度、湿度、光照、振动等数据，通过计算处理，然后经由无线通信链路发送出去，这些信息在这些微型传感器节点的自组织管理下最终被传输到远程数据存储中心。上述功能的实现需要依赖于传感网节点上运行的应用软件。传感网的应用软件在运行过程中软件出现Bug、安全漏洞等时，需要通过软件更新(重编程)升级这一应用软件，保证传感网可以持续安全可靠运行。重编程协议是重编程在节点软件中的实现形式。为描述重编程协议的完成时间这一性能指标，以及分析它们的性能指标用于优化重编程协议使得软件更新过程时间最少进而对正常的应用软件的运行影响最小化，研究人员将重编程协议在仿真平台和实验床上实现，通过实验的定量分析给出它们的性能评价结果。然而，仅仅通过仿真平台和实验床这两种评价手段很难完全准确分析重编程协议的性能指标。现有的仿真平台要么不能模拟无线链路的隐藏终端问题(如，通用仿真器NS-2)因而不够准确，要么仿真非常耗时(如，传感网常用仿真器TOSSIM)因而性能评估效率低下。另外，现有的实验床往往规模较小，只有十几或者几十个甚至上百个节点，难以评价大范围网络部署情况时重编程协议的完成时间。

针对仿真平台和实验床在性能评价方面的不足，最近研究人员提出了分析模型这一高效准确的评价手段，用于全面的评价重编程协议在各种网络配置下的性能指标。分析模型需要刻画1)重编程协议的行为；2)网络的动态特征。其中，网络的动态特征即网络中各节点对(link pair)之间的链路质量，以及整个网络的链路质量估计值。Jonathan W.Hui等人首次提出了一种可以在线性网络中评估重编程协议Deluge的分析模型。作者在该模型中将整个网络所有节点对的丢包率的平均值(数学期望)作为链路质量的估计值(平均值法)。董玮等人在利用分析模型估计重编程协议Deluge和MNP时把TOSSIM仿真器的参数位错误率(BER,Bit Error Rate)转换为重编程协议中节点对接收一个数据包的接收成功率(PRR,Packet Reception Rate)。作者进一步为每一个节点对的PRR赋予不同的权值，然后计算出一个带权值的PRR平均值，作为整个网络的链路质量估计值(带权值的平均值法)。