專利名稱：無線網(wǎng)格的最佳路由選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)領(lǐng)域，更確切地說是涉及無線網(wǎng)格中的無線設(shè)備在通信過程中進(jìn)行最佳路由選擇的方法。該無線網(wǎng)格可以是由一組無線設(shè)備和設(shè)備發(fā)布的服務(wù)組合構(gòu)成的邏輯實體，網(wǎng)格內(nèi)部的多個設(shè)備和服務(wù)協(xié)調(diào)工作，對外表現(xiàn)出一致的行為。
背景技術(shù)：
隨著各種無線標(biāo)準(zhǔn)的制定，各種用于無線組網(wǎng)的無線設(shè)備也越來越普及，這些無線設(shè)備被廣泛地架設(shè)在酒店、機場、圖書館、學(xué)校等公共場所，為越來越多的用戶提供隨時隨地的無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。很多公司也設(shè)置了無線網(wǎng)絡(luò)，以便公司員工通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)系。
目前的無線網(wǎng)絡(luò)都是通過802.11協(xié)議實現(xiàn)的。802.11協(xié)議支持接入點(AP，Access Point)模式和自組網(wǎng)絡(luò)(Ad-Hoc)兩種建立無線網(wǎng)絡(luò)的模式。這兩種建網(wǎng)模式各有優(yōu)缺點，下面分別對這兩種方案進(jìn)行說明。
對于基于AP模式建立的無線網(wǎng)絡(luò)來說，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個無線設(shè)備之間都可以實現(xiàn)無線通信。但是這種建網(wǎng)模式需要事先布置AP，也就是說，只有在布置了AP的地方才可以實現(xiàn)無線上網(wǎng)，顯然，這種建網(wǎng)方式的局限性很大。
對于建立Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的方案來說，該方案不需要事先建立AP即可建立無線網(wǎng)絡(luò)，該方案解決了基于AP模式建立無線網(wǎng)絡(luò)時必須布置AP的問題。但是，Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的無線設(shè)備只有在信號互相可達(dá)時才可以通信，也就是說，如果網(wǎng)絡(luò)中的無線設(shè)備A無法收到無線設(shè)備B發(fā)出的信號，這種情況下，即使無線設(shè)備B可以收到無線設(shè)備A發(fā)出的信號，無線設(shè)備A和B之間也無法通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
針對這兩種無線建網(wǎng)模式的缺點，本申請人在另一篇專利申請中提出了對等無線網(wǎng)格的智能構(gòu)建方案，通過該方案，各個無線設(shè)備可以組成可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格。該智能構(gòu)建方案通過無線網(wǎng)格中的中間節(jié)點中轉(zhuǎn)信號，解決了現(xiàn)有的Ad-Hoc網(wǎng)格中無線設(shè)備之間如果不能互相接收信號，則不能進(jìn)行通信的問題。這里所說的中間節(jié)點，是指兩個不能直接通信的無線設(shè)備之間的那些無線設(shè)備。比如，以筆記本電腦為例，如果可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中的筆記本電腦NB-A和NB-C無法收到對方發(fā)出的信號，且NB-A和NB-C之間存在NB-B，該連接關(guān)系如圖1所示，NB-B可以轉(zhuǎn)發(fā)NB-A發(fā)送給NB-C的信號，也可以轉(zhuǎn)發(fā)NB-C發(fā)送給NB-A的信號，因此可以通過NB-B實現(xiàn)NB-A和C之間的通信。這里，NB-B即為NB-A和NB-C之間的中間節(jié)點。
智能構(gòu)建方案中的無線設(shè)備通過自身保存的直接路由表和間接路由表來尋找路由。無線設(shè)備將與自身直接連接的那些無線設(shè)備的相關(guān)信息記錄在直接路由表中；將不與自身直接連接、但是可以通過中間節(jié)點中轉(zhuǎn)信號實現(xiàn)通信的那些無線設(shè)備的相關(guān)信息記錄在間接路由表中。無線設(shè)備通過路由宣告(RD)將自身保存的直接路由表和間接路由表發(fā)送給網(wǎng)格中的其他無線設(shè)備，并根據(jù)其他無線設(shè)備發(fā)送來的路由宣告更新自身保存的直接路由表和間接路由表。無線設(shè)備發(fā)送直接路由表和間接路由表的RD是基于802.11協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，且RD可以采用組播方式發(fā)送直接路由表和間接路由表。其中，802.11協(xié)議規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)頭中保存的目的地址為可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的組播地址。該RD多播數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)參見表1。

表1在使用對等無線網(wǎng)格的智能構(gòu)建方案來實現(xiàn)可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格時，如果Ad-Hoc網(wǎng)格中無線設(shè)備的數(shù)量很少，無法直接通信的無線設(shè)備往往也較少，且同時與兩個無線設(shè)備連接的無線設(shè)備也不會很多，也就是說，兩個無線設(shè)備之間的中轉(zhuǎn)節(jié)點往往較少，這種情況下，選擇當(dāng)前用于中轉(zhuǎn)信號的中間節(jié)點相對比較簡單，也即，傳輸當(dāng)前信號的可選路由相對較少。
但是，隨著網(wǎng)格中無線設(shè)備的數(shù)量逐漸增多，可選的中轉(zhuǎn)節(jié)點也會越來越多。仍以筆記本電腦為例，如圖2所示，假如A和C之間無法直接通信，通過查找間接路由表得知，A與C之間可以通過中轉(zhuǎn)節(jié)點實現(xiàn)通信的路由有四條，分別為A-B-C；A-F-C；A-D-E-C；A-E-C。在選擇傳輸路由時，應(yīng)該從上述四條路由中選擇一條最佳的路由來傳輸信號。因此，首先應(yīng)選擇經(jīng)過的中間節(jié)點數(shù)最少的那條路由，這與有線網(wǎng)格選擇路由的方法相同，從上述四條路由可以看出，A-B-C、A-F-C和A-E-C這三條路由都只經(jīng)過一個中間節(jié)點。由于可選的路由不止一條，因此還應(yīng)從這三條路由中選擇一條最佳路由。對于無線網(wǎng)格來說，由于是采用無線信號連接，這種連接方式很可能會導(dǎo)致連接不穩(wěn)定，而連接不穩(wěn)定的鏈路傳輸信號時很容易出現(xiàn)丟包的問題，因此，在從上述選出的三條路由中選擇當(dāng)前傳輸數(shù)據(jù)的最佳路由時，應(yīng)以當(dāng)前各條鏈路的連接信號強度作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。但是，目前并沒有根據(jù)連接信號強度選擇路由的實現(xiàn)方法，而有線網(wǎng)格中不存在連接不穩(wěn)定的問題，有線網(wǎng)格在選路時也沒有考慮到這個問題，因此，采用有線網(wǎng)格中的路由選擇方法不能選出無線網(wǎng)格中的最佳路由。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種無線網(wǎng)格的最佳路由選擇方法，使無線設(shè)備能夠根據(jù)無線網(wǎng)格中各個中間節(jié)點的信號強度選擇最佳路由。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種無線網(wǎng)格的最佳路由選擇方法，該方法包括以下步驟a.無線網(wǎng)格中的無線設(shè)備獲取無線網(wǎng)格中其他無線設(shè)備的接收信號強度；
b.在選擇兩個無線設(shè)備之間的路由時，判斷兩個無線設(shè)備之間的可選路由是否為一條以上，如果是，則進(jìn)入步驟c，否則，直接選擇該路由，并結(jié)束處理；c.選擇中間節(jié)點最少的路由，并判斷該路由是否為一條以上，如果是，則根據(jù)各條路由中各個中間節(jié)點的接收信號強度選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由，否則，直接選擇該路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
所述步驟a進(jìn)一步包括以下步驟a1.無線設(shè)備每隔預(yù)先設(shè)置的時間間隔，根據(jù)與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度，保存該發(fā)出信號的無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系，并將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備；a2.無線設(shè)備根據(jù)自身收到的對應(yīng)關(guān)系，獲取與自身間接連接的無線設(shè)備所對應(yīng)的接收信號強度，保存該無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系，將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備，判斷自身是否獲取所有與自身間接連接的無線設(shè)備的接收信號強度，如果是，則結(jié)束處理，否則，重新執(zhí)行步驟a2，直至獲取所有與自身間接連接的無線設(shè)備的接收信號強度。
所述步驟a1中，所述無線設(shè)備根據(jù)與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度包括無線設(shè)備根據(jù)自身發(fā)出的信號強度獲取自身的接收信號強度；無線設(shè)備根據(jù)其他無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度；無線設(shè)備以自身的接收信號強度為基準(zhǔn)，折算出其他無線設(shè)備的接收信號強度。
該方法可以進(jìn)一步包括無線設(shè)備判斷自身的發(fā)射功率是否大于或等于預(yù)先設(shè)置的功率閾值，如果大于或等于，則無線設(shè)備直接執(zhí)行以自身的接收信號強度為基準(zhǔn)折算其他設(shè)備的接收信號強度的步驟；否則，無線設(shè)備在以自身的接收信號強度為基準(zhǔn)折算出其他無線設(shè)備的接收信號強度之后，將該接收信號強度乘以自身功率與預(yù)先設(shè)置的功率閾值的比值，并將所得值作為該無線設(shè)備的接收信號強度。
所述步驟a1中，所述無線設(shè)備根據(jù)其他無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度包括無線設(shè)備根據(jù)其他無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度，并以預(yù)先設(shè)置的接收信號強度為基準(zhǔn)，折算出其他無線設(shè)備的接收信號強度。
所述步驟a2中，所述無線設(shè)備在收到與自身直接連接的無線設(shè)備針對自身所發(fā)信號得到的接收信號強度時，取該接收信號強度與自身針對該無線設(shè)備得到的接收信號強度的加權(quán)平均值，并將該加權(quán)平均值作為自身與該無線設(shè)備之間的接收信號強度。
所述步驟a2中，所述無線設(shè)備在收到與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的接收信號強度時，取該接收信號強度與自身針對該無線設(shè)備計算得到的接收信號強度之間的較小值，并將該較小值作為自身與該無線設(shè)備之間的接收信號強度值。
該方法還可以進(jìn)一步包括所述無線設(shè)備將所有無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系保存在自身的路由表中，所述無線設(shè)備向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系為，通過用于發(fā)送路由表的路由宣告發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系。
所述無線設(shè)備可以通過組播、廣播、或單獨發(fā)送的方式向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系。
所述步驟c中，所述無線設(shè)備根據(jù)各條路由的接收信號強度選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由包括無線設(shè)備獲取每條路由的接收信號強度最小值，并選擇接收信號強度最小值為最大的路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
所述步驟c中，所述無線設(shè)備根據(jù)各條路由的接收信號強度選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由包括無線設(shè)備選擇接收信號強度最大的路由，并將該路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
所述步驟c中，所述無線設(shè)備在將接收信號強度最大的路由作為最佳路由之前包括c11.判斷當(dāng)前所選路由中最小的接收信號強度值是否大于或等于預(yù)先設(shè)置的接收信號強度閾值，如果大于或等于，則將該路由作為當(dāng)前傳輸信號的路由，否則，進(jìn)入步驟c12；c12.無線設(shè)備在其余可選路由中選擇接收信號強度值最大的路由，并重新執(zhí)行步驟c11。
該方法還可以進(jìn)一步包括無線設(shè)備獲取與自身連接的無線設(shè)備的終端繁忙程度TBT；步驟c中，所述無線設(shè)備進(jìn)一步根據(jù)TBT選擇路由；所述無線設(shè)備獲取與自身連接的無線設(shè)備的TBT包括1)無線設(shè)備每隔預(yù)先設(shè)置的時間間隔，根據(jù)自身在該段時間內(nèi)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)幀數(shù)及數(shù)據(jù)量，或自身占用信道的時間，得出自身在該段時間內(nèi)的繁忙程度，以自身在該段時間間隔內(nèi)全部占用信道為基準(zhǔn)，折算出自身的TBT，保存該TBT，并將其發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備；2)無線設(shè)備收到與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的TBT后，獲取與自身直接連接和間接連接的無線設(shè)備的TBT，保存該對應(yīng)關(guān)系，將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備，并重新執(zhí)行步驟2)，直至獲取所有與自身直接連接和間接連接的無線設(shè)備的TBT。
該方法還可以進(jìn)一步包括所述無線設(shè)備將所有無線設(shè)備與TBT的對應(yīng)關(guān)系保存在自身的路由表中，所述無線設(shè)備向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系為，通過用于發(fā)送路由表的路由宣告發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系。
所述無線設(shè)備以組播、廣播、或單獨發(fā)送的方式向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的無線設(shè)備與TBT的對應(yīng)關(guān)系。
所述無線設(shè)備根據(jù)各條路由接收信號強度的接收信號場強指示(RSSI)及TBT選擇路由包括以下步驟c21.無線設(shè)備將各條路由的RSSI及TBT代入公式
E(X)=Σi=0N(α·RSSIi+βTBTi)]]>計算出E(X)值，其中，X為所要計算的路由，N為該路由的Hop數(shù)，RSSIi為第i跳中間節(jié)點的接收信號強度，TBTi為第i跳中間節(jié)點的終端繁忙程度，α為接收信號強度權(quán)重系數(shù)，β為終端繁忙程度權(quán)重系數(shù)；c22.選擇E(X)值最大的路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
本發(fā)明方案通過將無線設(shè)備設(shè)置為根據(jù)各條路由的接收信號強度進(jìn)行選路，使無線設(shè)備可以根據(jù)當(dāng)前無線網(wǎng)格的情況選擇當(dāng)前的最佳路由。本發(fā)明方案還進(jìn)一步設(shè)置了根據(jù)無線設(shè)備的終端繁忙程度進(jìn)行選路的方案，使各個無線設(shè)備在選擇最佳路由的同時，能夠保證整個無線網(wǎng)格的路由平衡。


圖1為無線網(wǎng)格中三個筆記本電腦進(jìn)行連接的示意圖；圖2為無線網(wǎng)格中多個筆記本電腦連接的示意圖；圖3為可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中各個無線設(shè)備獲取其他無線設(shè)備的RSSI的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例中多個筆記本電腦連接的示意圖；圖5為可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中各個無線設(shè)備選擇最佳路由的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明方案包括兩部分，一部分為可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中的各個無線設(shè)備獲取可以與自身連接的那些無線設(shè)備的接收信號強度，這里，與自身連接的無線設(shè)備包括直接連接的，也包括間接連接的。另一部分為無線設(shè)備根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)格的情況選擇最佳路由，具體來說，無線設(shè)備在選擇路由時，首先選擇經(jīng)過中間節(jié)點最少的路由，如果該路由不止一條，則根據(jù)各路由中各個中間節(jié)點的接收信號強度選擇路由。
由于接收信號強度可以用接收信號場強指示(RSSI)作為度量單位，因此，下面的實施例均以RSSI來表示接收信號強度。
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
參見圖3，本發(fā)明方案中，可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中的無線設(shè)備獲取與自身連接的那些無線設(shè)備的RSSI，可以通過以下步驟實現(xiàn)步驟301、預(yù)先設(shè)置無線設(shè)備獲取與自身直接連接的各個無線設(shè)備的RSSI的間隔時間。
步驟302、無線設(shè)備每隔預(yù)先設(shè)置的間隔時間，根據(jù)與自身直接連接的各個無線設(shè)備發(fā)送來的信號，得到這些無線設(shè)備的RSSI，保存這些無線設(shè)備與RSSI的對應(yīng)關(guān)系，并將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給所有與自身直接連接的無線設(shè)備。
步驟303、各個無線設(shè)備根據(jù)收到的對應(yīng)關(guān)系，獲取與自身間接連接的無線設(shè)備所對應(yīng)的RSSI，保存與自身間接連接的無線設(shè)備與RSSI的對應(yīng)關(guān)系，并將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備。
步驟304、無線設(shè)備在收到對應(yīng)關(guān)系后，重新執(zhí)行步驟303，直至獲取所有與自身間接連接的無線設(shè)備的RSSI。
通過圖3所述步驟，網(wǎng)格中的各個無線設(shè)備即可獲取與自身直接連接和間接連接的無線設(shè)備的RSSI值。
由于無線網(wǎng)格的不對稱性，兩個直接連接的無線設(shè)備之間獲取對方的RSSI值往往是不同的，比如，無線設(shè)備A接收到無線設(shè)備B發(fā)出的信號強度，與無線設(shè)備B接收到無線設(shè)備A發(fā)出的信號強度往往不同。針對這種不對稱性，無線設(shè)備在收到與自身直接連接的其他無線設(shè)備發(fā)送來的對應(yīng)關(guān)系時，還可以將該對應(yīng)關(guān)系中攜帶的RSSI值與自身通過分析信號強度得到的RSSI值進(jìn)行比較，將較小的那個RSSI值作為當(dāng)前的RSSI值，并將其發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備。也可以取這兩個值的加權(quán)平均值，一般來說，可以將這兩個權(quán)值都設(shè)置為0.5。
網(wǎng)格在發(fā)送無線設(shè)備與RSSI的對應(yīng)關(guān)系時，可以是采用廣播方式，將自身需要發(fā)送的信息通過網(wǎng)格廣播出去；也可以采用組播方式，將自身需要發(fā)送的信息發(fā)送給組播地址所包含的那些無線設(shè)備；還可以將自身需要發(fā)送的信息逐個地發(fā)送給與自身直接連接的那些無線設(shè)備。
無線設(shè)備在保存無線設(shè)備與RSSI的對應(yīng)關(guān)系時，還可以將每個無線設(shè)備對應(yīng)的RSSI保存在自身的直接路由表和間接路由表中，則在發(fā)送無線設(shè)備與RSSI的對應(yīng)關(guān)系時，可以將保存該對應(yīng)關(guān)系的直接路由表和間接路由表發(fā)送出去。由于RD可以通過組播方式發(fā)送直接路由表和間接路由表，因此，可以通過RD將無線設(shè)備自身保存的對應(yīng)關(guān)系發(fā)送出去。該幀結(jié)構(gòu)參見表2。如果采用路由宣告方式發(fā)送信息，由于路由宣告本身即存在路由宣告間隔，因此可以不預(yù)先設(shè)置獲取與自身直接連接的無線設(shè)備的RSSI的間隔時間，直接將路由宣告間隔作為該時間間隔。

表2下面以圖4所示的可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中，NB-A獲取其他筆記本電腦的RSSI為例，對圖3所示方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，從圖4可以看出，NB-A與NB-B及NB-F直接連接，即NB-A可以直接接收到NB-B和NB-F發(fā)送來的信號，因此，NB-A可以根據(jù)NB-B和NB-F發(fā)送來的信號獲取NB-B和NB-F的RSSI。
NB-A可以直接根據(jù)NB-B和NB-F發(fā)送來的信號強度獲取NB-B和NB-F的RSSI；也可以對NB-B和NB-F發(fā)送來的信號強度進(jìn)行折算，以獲取NB-B和NB-F的RSSI。
NB-A通過折算獲取RSSI的過程具體為NB-A以收到自身發(fā)出的信號的強度為基準(zhǔn)，對NB-B和NB-F發(fā)送來的信號進(jìn)行折算，以得出NB-B和NB-F的RSSI。比如，將NB-A收到自身發(fā)出的信號所對應(yīng)的RSSI設(shè)置為100，如果NB-A接收到NB-B發(fā)出的信號時，該信號強度與NB-A收到自身發(fā)出的信號的強度相比，只為后者的92％，則將NB-B所對應(yīng)的RSSI設(shè)置為92。如果NB-A收到NB-F發(fā)出的信號時，該信號的強度只為NB-A收到自身發(fā)出的信號的強度的56％，則將NB-F所對應(yīng)的RSSI設(shè)置為56。如果將該對應(yīng)關(guān)系保存在直接路由表中，則參見表3。

表3同樣，圖4所示網(wǎng)格中的其他筆記本電腦也可以相同的方法獲取與自身直接連接的筆記本電腦的RSSI，保存這些筆記本電腦與RSSI的對應(yīng)關(guān)系，并將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的筆記本電腦。比如，NB-B可以獲取與自身直接連接的NB-A、NB-C及NB-I的RSSI；NB-F可以獲取與自身直接連接的NB-A及NB-H的RSSI。各個筆記本電腦并將自身保存的對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的其他筆記本電腦，其他筆記本電腦再根據(jù)收到的對應(yīng)關(guān)系獲取與自身間接連接的筆記本電腦的RSSI，并將自身獲取的對應(yīng)關(guān)系發(fā)送出去，如此循環(huán)，直至所有筆記本電腦都獲取到與自身間接連接的筆記本電腦的RSSI。仍以NB-A為例，如果將NB-A與自身間接連接的筆記本電腦的RSSI保存在間接路由表中，則參見表4。

表4表3中，Hop數(shù)表示從NB-A到特定筆記本電腦所要經(jīng)過的中轉(zhuǎn)次數(shù)。Hop0-Hopn表示中轉(zhuǎn)節(jié)點，其后的RSSI0-RSSIn表示中轉(zhuǎn)節(jié)點的RSSI。
由于無線的不對稱性，兩個直接連接的無線設(shè)備之間獲取對方的RSSI值往往是不同的，比如，無線設(shè)備A接收到無線設(shè)備B發(fā)出的信號強度，與無線設(shè)備B接收到無線設(shè)備A發(fā)出的信號強度往往不同。針對這種不對稱性，無線設(shè)備在收到與自身直接連接的其他無線設(shè)備發(fā)送來的對應(yīng)關(guān)系時，可以將該對應(yīng)關(guān)系中攜帶的RSSI值與自身通過分析信號強度得到的值進(jìn)行比較，將較小的那個RSSI值作為當(dāng)前的RSSI值，保存該RSSI值，并將其發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備。比如，在確定無線設(shè)備A與無線設(shè)備B之間的RSSI時，由于無線設(shè)備A獲取無線設(shè)備B的RSSI(B)，并將其發(fā)送給無線設(shè)備B，同樣，無線設(shè)備B也可以獲取無線設(shè)備A的RSSI(A)，這樣，無線設(shè)備B在獲取其與無線設(shè)備A之間的RSSI時，就可以將這兩個RSSI值進(jìn)行比較，并選擇較小的那個作為無線設(shè)備A和B之間的RSSI。
在獲取兩個無線設(shè)備之間的RSSI時，還也可以采用加權(quán)算法。仍以無線設(shè)備A和無線設(shè)備B為例，則可以取RSSI(A)和RSSI(B)的加權(quán)平均值。一般來說，可以將這兩個權(quán)值都設(shè)置為0.5。
在本實施例中，所有的無線設(shè)備都是筆記本電腦，因此所有設(shè)備的發(fā)射功率都是一樣的，但是，如果網(wǎng)格中各無線設(shè)備的發(fā)射功率不同，則在以自身信號強度為基準(zhǔn)來折算其他無線設(shè)備的RSSI時，會出現(xiàn)相同的信號被不同無線設(shè)備折算出不同的RSSI值的情況。在這種情況下，由于所有無線設(shè)備的發(fā)射功率都是在802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，因此可以設(shè)置一個功率閾值，如果無線設(shè)備的功率大于或等于該功率閾值，則可以直接以自身信號強度為基準(zhǔn)來折算其他無線設(shè)備的RSSI；如果無線設(shè)備的功率小于該功率閾值，則在以自身信號強度為基準(zhǔn)折算出其他無線設(shè)備的RSSI后，應(yīng)將所折算出的這些RSSI再乘以自身功率與功率閾值的比值，這樣得到的RSSI才能作為最終的RSSI。
當(dāng)然，還可以在每個無線設(shè)備中設(shè)置一個RSSI基準(zhǔn)值，每個無線設(shè)備在獲取其他無線設(shè)備的RSSI時，都以該RSSI作為標(biāo)準(zhǔn)。這樣，也可以解決因各個無線設(shè)備基準(zhǔn)不同而造成獲得的無線設(shè)備的RSSI不同的問題。
網(wǎng)格在發(fā)送無線設(shè)備與RSSI的對應(yīng)關(guān)系時，可以是采用廣播方式，將自身需要發(fā)送的信息通過網(wǎng)格廣播出去；也可以采用組播方式，將自身需要發(fā)送的信息發(fā)送給組播地址所包含的那些無線設(shè)備；還可以將自身需要發(fā)送的信息逐個地發(fā)送給與自身直接連接的那些無線設(shè)備。
以上所述均是針對無線網(wǎng)格中的各個無線設(shè)備如何獲取網(wǎng)格中其他無線設(shè)備的RSSI，下面對本發(fā)明方案的另一部分，即選擇最佳路由的方法進(jìn)行說明。
參見圖5，本發(fā)明方案中的無線設(shè)備選擇當(dāng)前的最佳路由，通過以下步驟實現(xiàn)步驟501、無線設(shè)備選擇經(jīng)過中間節(jié)點最少的路由。
步驟502～503、無線設(shè)備判斷步驟501中所選的路由是否為一條以上，如果是，則進(jìn)入步驟504，否則，將該路由作為最佳路由，并結(jié)束本流程。
步驟504、無線設(shè)備根據(jù)各條可選路由的RSSI選擇最佳路由。
對于步驟504來說，無線設(shè)備根據(jù)各條路由的RSSI選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由具體可以為無線設(shè)備獲取每條路由的RSSI最小值，并選擇RSSI最小值為最大的那條路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
步驟504中，無線設(shè)備根據(jù)各條路由的RSSI選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由，還可以是選擇RSSI值最大的路由。對于這種選擇方法，還可以進(jìn)一步執(zhí)行以下步驟A、判斷當(dāng)前所選路由中最小的RSSI值是否大于或等于預(yù)先設(shè)置的RSSI閾值，如果大于或等于，則將該路由作為當(dāng)前傳輸信號的路由，否則，進(jìn)入步驟B；B、無線設(shè)備在其余可選路由中選擇RSSI值最大的路由，并重新執(zhí)行步驟A。
通過上述所有過程，可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中的無線設(shè)備可以根據(jù)無線網(wǎng)格中各路由的信號連接強度選擇最佳路由。
另外，由于可擴展的Ad-Hoc網(wǎng)格中各個無線設(shè)備的繁忙程度往往不同，因此在選路時還可以進(jìn)一步根據(jù)各個無線設(shè)備的終端繁忙程度(TBT)進(jìn)行。這時，無線設(shè)備需要先獲取與自身連接的無線設(shè)備的TBT。具體來說，可以預(yù)先設(shè)置一個測試時間間隔，網(wǎng)格中的每個無線設(shè)備每隔該時間間隔，測試自身在該段時間內(nèi)發(fā)送及接收的數(shù)據(jù)幀數(shù)、接收及發(fā)送的數(shù)據(jù)量、或本無線設(shè)備占用信道的時間，并以無線設(shè)備全部占有該段時間為基準(zhǔn)，以此折算出自身的TBT。網(wǎng)格中所有無線設(shè)備在算出自身的TBT后，都將自身與該值的對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備。與自身直接連接的無線設(shè)備根據(jù)收到的對應(yīng)關(guān)系獲取與自身間接連接的無線設(shè)備的TBT，并將自身所保存的所有無線設(shè)備與TBT的對應(yīng)關(guān)系發(fā)送出去。如此循環(huán)，直至所有無線設(shè)備都獲取與自身連接的無線設(shè)備的TBT。
與發(fā)送RSSI的情況相同，無線設(shè)備可以采用廣播方式，將自身需要發(fā)送的信息通過網(wǎng)格廣播出去；也可以采用組播方式，將自身需要發(fā)送的信息發(fā)送給組播地址所包含的那些無線設(shè)備；還可以將自身需要發(fā)送的信息逐個地發(fā)送給與自身直接連接的那些無線設(shè)備。
同樣，還可以通過路由宣告將自身的信息發(fā)送出去。這種情況下，由于路由宣告本身即存在路由宣告間隔，因此可以不預(yù)先設(shè)置測試時間間隔，直接將路由宣告間隔作為該測試時間間隔。
在無線設(shè)備獲取所有與自身間接連接的無線設(shè)備的TBT后，無線設(shè)備可以同時根據(jù)各條路由中的RSSI及TBT來選擇最佳路由。具體來說，可以根據(jù)下面的路由選擇公式進(jìn)行選擇E(X)=Σi=0N(α·RSSIi+βTBTi)]]>其中，X為所要計算的路由，N為該路由的Hop數(shù)，RSSIi為第i跳中間節(jié)點的接收信號強度，TBTi為第i跳中間節(jié)點的終端繁忙程度，α為接收信號強度權(quán)重系數(shù)，β為終端繁忙程度權(quán)重系數(shù)。其中，α和β可以根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)格的具體情況進(jìn)行設(shè)置，比如，如果當(dāng)前網(wǎng)格連接情況不是太好，則可以將α設(shè)置為較大值，而將β設(shè)置為較小值，一般情況下，α和β可以分別取0.5。在通過上述公式算出各條路徑的E(X)后，即可選擇E(X)值最大的路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
以上所述僅為本發(fā)明方案的較佳實施例，并不用以限定本發(fā)明方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線網(wǎng)格的最佳路由選擇方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.無線網(wǎng)格中的無線設(shè)備獲取無線網(wǎng)格中其他無線設(shè)備的接收信號強度；b.在選擇兩個無線設(shè)備之間的路由時，判斷兩個無線設(shè)備之間的可選路由是否為一條以上，如果是，則進(jìn)入步驟c，否則，直接選擇該路由，并結(jié)束處理；c.選擇中間節(jié)點最少的路由，并判斷該路由是否為一條以上，如果是，則根據(jù)各條路由中各個中間節(jié)點的接收信號強度選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由，否則，直接選擇該路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a進(jìn)一步包括以下步驟a1.無線設(shè)備每隔預(yù)先設(shè)置的時間間隔，根據(jù)與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度，保存該發(fā)出信號的無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系，并將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備；a2.無線設(shè)備根據(jù)自身收到的對應(yīng)關(guān)系，獲取與自身間接連接的無線設(shè)備所對應(yīng)的接收信號強度，保存該無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系，將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備，判斷自身是否獲取所有與自身間接連接的無線設(shè)備的接收信號強度，如果是，則結(jié)束處理，否則，重新執(zhí)行步驟a2，直至獲取所有與自身間接連接的無線設(shè)備的接收信號強度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟a1中，所述無線設(shè)備根據(jù)與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度包括無線設(shè)備根據(jù)自身發(fā)出的信號強度獲取自身的接收信號強度；無線設(shè)備根據(jù)其他無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度；無線設(shè)備以自身的接收信號強度為基準(zhǔn)，折算出其他無線設(shè)備的接收信號強度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括無線設(shè)備判斷自身的發(fā)射功率是否大于或等于預(yù)先設(shè)置的功率閾值，如果大于或等于，則無線設(shè)備直接執(zhí)行以自身的接收信號強度為基準(zhǔn)折算其他設(shè)備的接收信號強度的步驟；否則，無線設(shè)備在以自身的接收信號強度為基準(zhǔn)折算出其他無線設(shè)備的接收信號強度之后，將該接收信號強度乘以自身功率與預(yù)先設(shè)置的功率閾值的比值，并將所得值作為該無線設(shè)備的接收信號強度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟a1中，所述無線設(shè)備根據(jù)其他無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度包括無線設(shè)備根據(jù)其他無線設(shè)備發(fā)送來的信號獲取對應(yīng)的接收信號強度，并以預(yù)先設(shè)置的接收信號強度為基準(zhǔn)，折算出其他無線設(shè)備的接收信號強度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟a2中，所述無線設(shè)備在收到與自身直接連接的無線設(shè)備針對自身所發(fā)信號得到的接收信號強度時，取該接收信號強度與自身針對該無線設(shè)備得到的接收信號強度的加權(quán)平均值，并將該加權(quán)平均值作為自身與該無線設(shè)備之間的接收信號強度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟a2中，所述無線設(shè)備在收到與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的接收信號強度時，取該接收信號強度與自身針對該無線設(shè)備計算得到的接收信號強度之間的較小值，并將該較小值作為自身與該無線設(shè)備之間的接收信號強度值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括所述無線設(shè)備將所有無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系保存在自身的路由表中，所述無線設(shè)備向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系為，通過用于發(fā)送路由表的路由宣告發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述無線設(shè)備以組播、廣播、或單獨發(fā)送的方式向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的無線設(shè)備與接收信號強度的對應(yīng)關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟c中，所述無線設(shè)備根據(jù)各條路由的接收信號強度選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由包括無線設(shè)備獲取每條路由的接收信號強度最小值，并選擇接收信號強度最小值為最大的路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟c中，所述無線設(shè)備根據(jù)各條路由的接收信號強度選擇當(dāng)前傳輸信號的最佳路由包括無線設(shè)備選擇接收信號強度最大的路由，并將該路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述步驟c中，所述無線設(shè)備在將接收信號強度最大的路由作為最佳路由之前包括c11.判斷當(dāng)前所選路由中最小的接收信號強度值是否大于或等于預(yù)先設(shè)置的接收信號強度閾值，如果大于或等于，則將該路由作為當(dāng)前傳輸信號的路由，否則，進(jìn)入步驟c12；c12.無線設(shè)備在其余可選路由中選擇接收信號強度值最大的路由，并重新執(zhí)行步驟c11。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括無線設(shè)備獲取與自身連接的無線設(shè)備的終端繁忙程度TBT；步驟c中，所述無線設(shè)備進(jìn)一步根據(jù)TBT選擇路由；所述無線設(shè)備獲取與自身連接的無線設(shè)備的TBT包括1)無線設(shè)備每隔預(yù)先設(shè)置的時間間隔，根據(jù)自身在該段時間內(nèi)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)幀數(shù)及數(shù)據(jù)量，或自身占用信道的時間，得出自身在該段時間內(nèi)的繁忙程度，以自身在該段時間間隔內(nèi)全部占用信道為基準(zhǔn)，折算出自身的TBT，保存該TBT，并將其發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備；2)無線設(shè)備收到與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送來的TBT后，獲取與自身直接連接和間接連接的無線設(shè)備的TBT，保存該對應(yīng)關(guān)系，將該對應(yīng)關(guān)系發(fā)送給與自身直接連接的無線設(shè)備，并重新執(zhí)行步驟2)，直至獲取所有與自身直接連接和間接連接的無線設(shè)備的TBT。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括所述無線設(shè)備將所有無線設(shè)備與TBT的對應(yīng)關(guān)系保存在自身的路由表中，所述無線設(shè)備向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系為，通過用于發(fā)送路由表的路由宣告發(fā)送自身保存的對應(yīng)關(guān)系。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述無線設(shè)備以組播、廣播、或單獨發(fā)送的方式向與自身直接連接的無線設(shè)備發(fā)送自身保存的無線設(shè)備與TBT的對應(yīng)關(guān)系。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述無線設(shè)備根據(jù)各條路由接收信號強度的接收信號場強指示RSSI及TBT選擇路由包括以下步驟c21.無線設(shè)備將各條路由的RSSI及TBT代入公式E(X)=Σi=0N(α·RSSIi+βTBTi)]]>計算出E(X)值，其中，X為所要計算的路由，N為該路由的Hop數(shù)，RSSIi為第i跳中間節(jié)點的接收信號強度，TBTi為第i跳中間節(jié)點的終端繁忙程度，α為接收信號強度權(quán)重系數(shù)，β為終端繁忙程度權(quán)重系數(shù)；c22.選擇E(X)值最大的路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線網(wǎng)格的最佳路由選擇方法，該方法首先由無線網(wǎng)格中的無線設(shè)備獲取無線網(wǎng)格中其他無線設(shè)備的接收信號強度；在選擇兩個無線設(shè)備之間的路由時，判斷兩個無線設(shè)備之間的可選路由是否為一條以上，如果是，則選擇中間節(jié)點最少的路由，并判斷該路由是否為一條以上，如果是，則根據(jù)各條路由中各個中間節(jié)點的接收信號強度選擇最佳路由，否則，直接選擇該路由作為當(dāng)前傳輸信號的最佳路由；如果可選路由只有一條，則直接選擇該路由，并結(jié)束處理。本發(fā)明方案解決了可擴展的自組網(wǎng)(Ad－Hoc)中無法根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)格的連接情況選擇最佳路由的問題，使各個無線設(shè)備可以根據(jù)各條路由的接收信號強度選擇最佳路由，并可實現(xiàn)整個無線網(wǎng)格的路由平衡。
文檔編號H04L12/54GK1627722SQ200310119420
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者王安靜, 田治江 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司