[发明专利]一种基于多路径并发的无线Mesh网络路由及其方法

摘要

一种基于多路径并发的无线Mesh网络路由及其方法，其通过计算路由时延约束参数、确定组网拓扑、建立等效路径时延模型、修改路由程序本发明在节点间进行传输时使用了多条传输路径，即使单条路径上的数据丢失，也不影响传输，提高了传输的可靠性，通过多条路径保护了传输的数据，减少了数据的重传，从而降低了无线链路不稳定的负面影响，提高了实时性，采用的多路径传输可以获得更多的带宽，有效地减少了端到端的数据传输延迟，并可提高网络资源分配的公平性。

主权项

1.一种基于多路径并发的无线Mesh网络路由及其方法，其特征是包括(1)计算路由时延约束参数，x(t)、u(t)、y(t)分别表示系统状态、控制输入与系统输出，A、B、C、D为对应的维数矩阵，定义网络诱导误差为网络控制器和被控对象的联合状态变量为x(t)=[x_p(t)，x_c(t)]^T，则整个NCS的状态变量为z(t)=[x(t)，e(t)]^T，网络控制系统可以被描述为：z·(t)=x·(t)e·(t)=A11A12A21A22x(t)e(t),]]>其中，A11=Ap+BpDcCpBpCcBcCpAc,]]>A12=BpDcBpBc0,]]>A21=-Cp00CA11,]]>A22=-Cp00CA12,]]>定义A=A11A12A21A22,]]>则z·(t)=Az(t);]]>系统的Lyapunov函数V(x)=x^T(t)Px(t)满足一般的形式其中P、Q为对称正定矩阵，那么，对上述的NCS，有p个传感器结点，在MEF-TOD(Maximum Error First-Try Once Discard)或静态调度策略下，如果满足：τ<min{ln2p||A||,18||A||(σ2σ1+1)Σi=1pi,λmin(Q)16σ2||A||2(σ2σ1+1)Σi=1pi}]]>(其中σ₁＝λ_min(P)，σ₂＝λ_max(P))，则上述网络控制系统全局指数稳定。因此，可以将约束条件τ作为无线Mesh网络端到端传输时延的上限；(2)确定组网拓扑：基于图论中的边着色方法，参照802.11标准，确定不同拓扑中无线信道分配冲突的影响，冲突最小化或避免冲突，同时，研究网络中任意两点间的路径组合特征，对称路径(条数相同)和非对称路径组成的等效路径的时延特征；(3)建立等效路径时延模型：首先，单条链路的时延评估模型如下：假设MAC层采用的是DCF机制，则对于链路i，假设T_i代表链路i对数据帧的服务时间，K表示链路层最大重传次数，P_i代表链路i上的传输失败率，L表示数据包的包长，B表示链路带宽，链路i的平均传输时间E[Ti]可表示为，E[Ti]=LB[1-piK1-pi]+Wmin[1-(2pi)K+1]2(1-2pi)-1-piK2(1-pi)]]>(4)修改路由程序：修改路由器的内核程序，实现两路并发功能，全部修改工作都在网络层完成，这样原有的应用程序不需任何改动，仍可以继续使用，同时，也不改动低层网卡驱动部分和终端设备，原选用的设备也都可以继续使用。