无线自组织网的路由方法、节点装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及无线自组织网的路由方法、节点装置和系统。
【背景技术】
[0002]移动自组织网络是由多个节点通过无线链路组成的多跳自组织网络，具有无中心节点、网络拓扑动态变化、无线传输带宽受限等特点。它不依赖于任何固定的网络基础设施，能实现快速组网。因此这种技术拓宽了移动通信的应用领域，可广泛应用于军事通信、抗震救灾、传感器网络等。在移动自组织网络中，由于节点之间的拓扑结构变化较快、无线资源受限等因素，一种高效的、能快速适应拓扑结构变化的路由算法显得尤为重要。无线自组织网络中常用的路由算法可分为两大类:主动路由算法(Table-Driven)和按需路由算法(On-Demand)。
[0003]在主动路由中，每个节点都在本地维护一个包含到达其他所有节点的路由信息表，并与其他节点周期性交换该路由信息。当节点有数据需要发送时，直接查询路由表即可。因此主动路由能保证较好的实时性以及服务质量，但是需要花费较大的代价维护路由信息。典型的主动路由算法有:DSDV(Destinat1n-Sequence Distance-VectorRouting,目的序列距离矢量路由)协议、WRP (Wireless Routing Protocol,无线路由)协议、OLSR(Optimized Link State Routing,优化的链路状态)协议、FSR(Fisheye StateRouting,鱼眼状态)协议等。
[0004]与主动路由不同，按需路由不需要周期性广播路由更新信息，只有在节点有通信需求时才会建立路由，因此大大减少了发送控制分组带来的开销，但其建立的路由信息可能只是整个网络拓扑信息的一部分。典型的按需路由算法有:AODV(Ad hoc On-DemandDistance Vector Routing, Ad hoc 按需距离矢量)协议、DSR(Dynamic Source Routing,动态源路由)协议、ABR(Associability_based Routing,联合稳定度路由)协议等。与主动路由相比，按需路由可以降低网络开销，提高路由效率，一般认为按需路由更适用于多跳无线自组织网络，因此按需路由也成了研究的重点。
[0005]传统分层设计中各层功能相互独立，网络整体性能被忽略。在现有的自组网路由协议中，不管是主动路由还是按需路由，多数是采用最短跳数作为选路准则，没有考虑物理层和媒体接入控制子层(MAC)的性能。由于无线链路的时变性，这样选出来的路由不一定是最佳路由。
【发明内容】
[0006]为克服上述缺点，本发明提出一种无线自组织网中的路由方法，包括:源节点发送路由请求，所述路由请求中携带链路质量信息；中间节点接收所述路由请求，计算与上一跳节点间的链路质量，并更新所述路由请求中的链路质量信息，然后转发更新后的路由请求；目的节点接收转发的路由请求，计算与上一跳节点间的链路质量，结合路由请求中的链路质量信息和跳数选择路由，回复路由应答。
[0007]优选的，所述链路质量信息包括信噪比信息和/或传输速率信息；进一步的，所述传输速率信息包括最低速率和总速率。
[0008]优选的，所述中间节点更新所述路由请求中的链路质量信息具体包括:所述中间节点计算与上一跳节点之间的传输速率，与所述路由请求中的携带的最低速率比较，若小于所述最低速率则替换所述最低速率，并更新总速率；否则直接更新总速率；所述总速率为各跳速率之和。进一步的，所述中间节点计算与上一跳节点之间的传输速率具体包括:物理层计算与上一跳节点之间的SNR，上报给MAC层；MAC层统计信噪比平均值，确定调制编码方案，根据调制编码方案和传输资源的映射关系获得一个时隙可发送的比特数；确定与上一跳节点间可用的时隙个数；将一个时隙可发送的比特数乘以可用的时隙个数，再除以时间得到传输速率；将计算出的传输速率和接收到的路由请求上报给网络层。跟进一步的，所述确定与上一跳节点间可用的时隙个数具体包括:所述中间节点根据存储的资源使用情况表，查询上一跳节点的可发送资源与自身可接收资源的交集，得到可用时隙个数。
[0009]优选的，所述目的节点选择路由具体包括:根据整条路由上的最低速率、总速率和总跳数计算各路由的最终速率V，具体为:
[0010]V = v_*ct +Vtotal/N*i3，其中，Vnin为整条路由上的最低速率；Vtotal为整条路由中各跳速率的总和；N为总跳数；α和β分别为加权因子，且α+β = I ;比较各路由的最终速率V，选择其中最终速率最快的路由。
[0011]基于相同的构思，本发明还提出一种无线自组织网中的节点装置，包括:第一模块，当所述节点装置作为源节点时，用于发送路由请求，所述路由请求中携带链路质量信息；第二模块，当所述节点装置作为中间节点时，用于接收所述路由请求，计算与上一跳节点间的链路质量，并更新所述路由请求中的链路质量信息，然后转发更新后的路由请求；第三模块，当所述节点装置用于作为目的节点时，用于计算与上一跳节点间的链路质量，接收转发的路由请求，结合路由请求中的链路质量信息和跳数选择路由，回复路由应答。
[0012]优选的，所述链路质量信息包括最低速率和总速率。
[0013]进一步的，所述第二模块更新所述路由请求中的链路质量信息具体包括:计算与上一跳节点之间的传输速率，与所述路由请求中的携带的最低速率比较，若小于所述最低速率则替换所述最低速率，并更新总速率；否则直接更新总速率；所述总速率为各跳速率之和。更进一步的，所述第二模块计算与上一跳节点之间的传输速率具体包括:物理层计算与上一跳节点之间的SNR，上报给MAC层；MAC层统计信噪比平均值，确定调制编码方案，根据调制编码方案和传输资源的映射关系获得一个时隙可发送的比特数；确定与上一跳节点间可用的时隙个数；将一个时隙可发送的比特数乘以可用的时隙个数，再除以时间得到传输速率；将计算出的传输速率和接收到的路由请求上报给网络层。其中确定与上一跳节点间可用的时隙个数具体包括:查询上一跳节点的可发送资源与自身可接收资源的交集，得到可用时隙个数。
[0014]优选的，所述第三模块根据选择路由具体包括:根据整条路由上的最低速率、总速率和总跳数计算各路由的最终速率V，具体为:
[0015]V = V_*ct +Vtotal/N*i3，其中，Vnin为整条路由上的最低速率；Vtotal为整条路由中各跳速率的总和；N为总跳数；α和β分别为加权因子，且α+β = I ;比较各路由的最终速率V，选择其中最终速率最快的路由。
[0016]基于相同的构思，本发明还提出一种无线自组织网系统，所述系统包括源节点、中间节点和目的节点，所述源节点，用于发送路由请求，所述路由请求中携带链路质量信息；所述中间节点，用于接收所述路由请求，计算与上一跳节点间的链路质量，并更新所述路由请求中的链路质量信息，然后转发更新后的路由请求；所述目的节点，用于接收转发的路由请求，计算与上一跳节点间的链路质量，结合路由请求中的链路质量信息