一种适用无线自组网的多径路由方法及装置与流程

1.本技术涉及无线自组网领域，特别是涉及一种适用无线自组网的多径路由方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.随着无线自组网技术的发展，无线自组网方式灵活，整体鲁棒性高，系统成本低，近年来引起广泛关注，在无线自组网中，路由协议占有重要地位。
3.然而，目前的无线自组网路由协议大部分为单路径路由协议，对于不同的业务类型，均通过当前获取到的单一路由路径进行传输，而不考虑不同业务类型本身的特点，及业务对网络传输的时延及吞吐量等方面的要求，所有业务类型均通过相同的路由路径进行传输而不考虑不同业务类型本身的特点及不同业务类型对于网络传输的要求，会影响业务的传输效果。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高业务的传输效果的一种适用无线自组网的多径路由方法、装置、计算机设备和存储介质。
5.一种适用无线自组网的多径路由方法，所述方法包括：
6.构建路由协议帧；路由协议帧包括：帧类型字段和链路传输质量字段；帧类型字段用于确定路由协议帧的帧类型，链路传输质量字段用于确定路由协议帧传输的链路传输质量；
7.通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，通过物理层解析路由协议帧，得到邻居节点的邻居类型、邻居节点id、邻居节点id对应的链路传输质量以及路由目的节点；
8.根据邻居类型、邻居节点id以及邻居节点id对应的链路传输质量，建立分集型链路和复用型链路对应的局部邻居表；
9.根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表；其中，本地路由表中包含分集路由路径和复用路由路径；
10.根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输。
11.在其中一个实施例中，根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表，包括：
12.根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，从局部邻居表中提取邻居类型，邻居节点id，邻居节点id对应的链路传输质量；根据邻居类型确定本地路由表中的路由表类型，根据邻居节点id得到所有邻居节点，根据邻居节点id对应的链路传输质量从所有邻居节点中确定到达路由目的节点的下一跳节点；根据路由表类型、路由目的节点和路由目的节点的下一跳节点建立无线自组网的本地路由表。
13.在其中一个实施例中，根据邻居节点id对应的链路传输质量，选择链路传输质量最高的邻居节点作为到达路由目的节点的下一跳节点。
14.在其中一个实施例中，路由层接收路由协议帧后，若路由协议帧以分集方式发送的，则创建或更新分集型链路对应的局部邻居表以及分集型链路对应的本地路由表，并通知物理层继续按照分集的方式转发该路由协议帧；若路由协议帧以复用方式发送的，则创建或更新复用型链路对应的局部邻居表以及复用型链路对应的本地路由表，并通知物理层继续按照复用的方式转发该路由协议帧。
15.在其中一个实施例中，邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧为邻居节点中的物理层使用多天线以分集和复用的方式发送路由协议帧。
16.在其中一个实施例中，本地路由表还包括路由目的节点到达最近一个路由协议帧的时间、到达路由目的节点的潜在下一跳节点和潜在下一跳节点到达路由目的节点的路径链路传输质量。
17.在其中一个实施例中，局部邻居表还包括：通过邻居节点id对应的邻居节点接收到路由目的节点最近一个路由协议帧的时间和通过邻居节点id对应的邻居节点接收到路由目的节点最近一个路由协议帧的ttl值。
18.一种适用无线自组网的多径路由装置，所述装置包括：
19.构建路由协议帧模块，用于构建路由协议帧；路由协议帧包括：帧类型字段和链路传输质量字段；帧类型字段用于确定路由协议帧的帧类型，链路传输质量字段用于确定路由协议帧传输的链路传输质量；
20.路由协议帧接收模块，用于通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，通过物理层解析路由协议帧，得到邻居节点的邻居类型、邻居节点id、邻居节点id对应的链路传输质量以及路由目的节点；
21.建立局部邻居表模块，用于根据邻居类型、邻居节点id以及邻居节点id对应的链路传输质量，建立分集型链路和复用型链路对应的局部邻居表；
22.建立本地路由表模块，用于根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表；其中，本地路由表中包含分集路由路径和复用路由路径；
23.数据传输模块，用于根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输。
24.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
25.构建路由协议帧；路由协议帧包括：帧类型字段和链路传输质量字段；帧类型字段用于确定路由协议帧的帧类型，链路传输质量字段用于确定路由协议帧传输的链路传输质量；
26.通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，通过物理层解析路由协议帧，得到邻居节点的邻居类型、邻居节点id、邻居节点id对应的链路传输质量以及路由目的节点；
27.根据邻居类型、邻居节点id以及邻居节点id对应的链路传输质量，建立分集型链路和复用型链路对应的局部邻居表；
28.根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表；其中，本地路由表中包含分集路由路径和复用路由路径；
29.根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输。
30.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
31.构建路由协议帧；路由协议帧包括：帧类型字段和链路传输质量字段；帧类型字段用于确定路由协议帧的帧类型，链路传输质量字段用于确定路由协议帧传输的链路传输质量；
32.通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，通过物理层解析路由协议帧，得到邻居节点的邻居类型、邻居节点id、邻居节点id对应的链路传输质量以及路由目的节点；
33.根据邻居类型、邻居节点id以及邻居节点id对应的链路传输质量，建立分集型链路和复用型链路对应的局部邻居表；
34.根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表；其中，本地路由表中包含分集路由路径和复用路由路径；
35.根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输。
36.上述一种适用无线自组网的多径路由方法、装置、计算机设备和存储介质，重新设计路由协议帧，通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，并通过物理层解析出邻居节点的相关内容，基于物理层的分集模式和复用模式的特点，构建不同的链路类型的局部邻居表，根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表，根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输，本技术将无线自组网路由层和物理层联合设计，基于物理层的分集模式和复用模式的特点，构建了一种基于不同的链路类型的多径路由机制，并根据不同业务类型对于网络传输的要求，按需选择不同的传输路径，有效的增强了用户业务体验。
附图说明
37.图1为一个实施例中一种适用无线自组网的多径路由方法的流程示意图；
38.图2为一个实施例中路由协议帧的格式示意图；
39.图3为一个实施例中本地路由表条目的示意图；
40.图4为另一个实施例中局部邻居表条目的示意图；
41.图5为一个实施例中一种适用无线自组网的多径路由装置的结构框图；
42.图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
43.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不
用于限定本技术。
44.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种适用无线自组网的多径路由方法，包括以下步骤：
45.步骤102，构建路由协议帧；路由协议帧包括：帧类型字段和链路传输质量字段；帧类型字段用于确定路由协议帧的帧类型，链路传输质量字段用于确定路由协议帧传输的链路传输质量。
46.路由协议帧是指路由协议的帧，本技术中的路由协议帧包括：帧类型字段、生存时间、路由协议帧序号、发送该路由协议帧的路由目的节点id和该路由协议帧的链路传输质量，如图2所示，其中type字段为帧类型，对路由协议帧而言，该值为0x00；bit为字节；ttl为生存时间，定义路由协议帧能被传输的最大跳数；seq为路由协议帧序号，每发送一个路由协议帧，seq自增1；orig id表示发送该路由协议帧的路由目的节点id号；tq值为链路传输质量，是路由选择的依据，用来确定当前节点的下一跳路由。
47.步骤104，通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，通过物理层解析路由协议帧，得到邻居节点的邻居类型、邻居节点id、邻居节点id对应的链路传输质量以及路由目的节点。
48.邻居节点是指无线自组网中的某一个节点周围邻近的节点，分集和复用是基于物理层mimo的分集模式和复用模式下的两种发送方式，分集模式和复用模式对应着不同的链路类型，在分集模式下得到分集型链路，在复用模式下得到复用型链路。
49.步骤106，根据邻居类型、邻居节点id以及邻居节点id对应的链路传输质量，建立分集型链路和复用型链路对应的局部邻居表。
50.邻居类型包括分集型链路对应的局部邻居和复用型链路对应的局部邻居，根据邻居节点的类型建立对应的局部邻居表，分集型链路是基于物理层mimo(multiple input multiple output)的多天线系统，将天线使用在分集模式下获得分集增益，提高了通信半径的链路，其优点是增加通信半径，将原来不可达的节点变得可达，原来没有路由的节点之间可以建立路由。另外由于通信半径的增加，使得路由路径上的跳数减少。但与复用方式相比它的吞吐量较低。复用型链路是基于物理层mimo(multiple input multiple output)的多天线系统，将天线使用在复用模式下提高吞吐量的链路，其优点是增加了链路信道速率，网络吞吐量大。但是路由路径上的跳数比较多，传输时延较大。
51.步骤108，根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表；其中，本地路由表中包含分集路由路径和复用路由路径。
52.根据局部邻居表中的内容，得到本地路由表的相关信息，从本地路由表中通过确定路由表类型和节点下一跳路由，得到分集和复用两条路由路径。
53.步骤110，根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输。
54.业务需求信息包括但不限于网络延迟的需求和吞吐量的需求，根据业务需求信息选择路由路径时,对于对网络延迟要求较高而对吞吐量要求较低的业务，可采用跳数较少的分集路径进行传输；对于对网络吞吐率要求较高的的业务，可采用吞吐量较高的复用路径进行传输。
55.上述一种适用无线自组网的多径路由方法、装置、计算机设备和存储介质，重新设
计路由协议的帧，通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，并通过物理层解析出邻居节点的相关内容，基于物理层的分集模式和复用模式的特点，构建不同的链路类型的局部邻居表，根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表，根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输，本技术将无线自组网路由层和物理层联合设计，基于物理层的分集模式和复用模式的特点，构建了一种基于不同的链路类型的多径路由机制，并根据不同业务类型对于网络传输的要求，按需选择不同的传输路径，有效的增强了用户业务体验。
56.在其中一个实施例中，根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表，包括：
57.根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，从局部邻居表中提取邻居类型，邻居节点id，邻居节点id对应的链路传输质量；根据邻居类型确定本地路由表中的路由表类型，根据邻居节点id得到所有邻居节点，根据邻居节点id对应的链路传输质量从所有邻居节点中确定到达路由目的节点的下一跳节点；根据路由表类型、路由目的节点和路由目的节点的下一跳节点建立无线自组网的本地路由表。
58.根据邻居类型确定本地路由表中的路由表类型，若邻居类型为分集型链路对应的局部邻居，则对应建立分集型链路对应的本地路由表，若邻居类型为复用型链路对应的局部邻居，则对应建立复用型链路对应的本地路由表，目前的本地路由表需要保存每个节点到达网络中所有其他节点的路由信息，如图3所示，本技术中的本地路由表不需要维护路由路径的所有信息，而只需要维护到达路由目的节点的最优下一跳，根据邻居节点id得到所有邻居节点，所有邻居节点本身在自组网中也可以作为发送路由协议帧的路由目的节点，根据到达路由目的节点的邻居节点对应的链路传输质量，从多个邻居节点中确定到达该路由目的节点的下一跳节点。
59.在其中一个实施例中，根据邻居节点id对应的链路传输质量，选择链路传输质量最高的邻居节点作为到达路由目的节点的下一跳节点。
60.在其中一个实施例中，路由层接收路由协议帧后，若路由协议帧以分集方式发送的，则创建或更新分集型链路对应的局部邻居表以及分集型链路对应的本地路由表，并通知物理层继续按照分集的方式转发该路由协议帧；若路由协议帧以复用方式发送的，则创建或更新复用型链路对应的局部邻居表以及复用型链路对应的本地路由表，并通知物理层继续按照复用的方式转发该路由协议帧。
61.在数据传输过程中，局部邻居表和本地路由表是不断更新的，局部邻居表和本地路由表也在不断优化。
62.在其中一个实施例中，邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧为邻居节点中的物理层使用多天线以分集和复用的方式发送路由协议帧。
63.无线自组网网络中的每个节点周期性的发送路由协议帧，该节点的物理层收到来自该节点路由层的路由协议帧后，分别使用多天线以分集或者复用的方式发送该路由协议帧，来通告邻居节点自身的存在，收到路由协议帧的邻居节点在正确解调出对应的路由协议帧后，将该路由协议帧上报至路由层。
64.在其中一个实施例中，本地路由表还包括路由目的节点到达最近一个路由协议帧
的时间、到达路由目的节点的潜在下一跳节点和潜在下一跳节点到达路由目的节点的路径链路传输质量。
65.如图3所示的路由表条目，其中type字段表示路由表类型，0表示分集型链路对应的本地路由表，1表示复用型链路对应的本地路由表；orig id表示路由目的节点；last seen表示接收到路由目的节点orig id最近一个路由协议帧的时间；last seq表示接收到路由目的节点orig id最近一个路由协议帧的序列号；best nexthop id表示到达路由目的节点orig id的最优下一跳节点id；potential nexthop id1表示除best nexthop id外，到达路由目的节点orig id的潜在下一跳节点id1；tq1表示通过潜在下一跳节点id1达到对应的路由目的节点orig id的路径链路传输质量。
66.在其中一个实施例中，局部邻居表还包括：通过邻居节点id对应的邻居节点接收到路由目的节点最近一个路由协议帧的时间和通过邻居节点id对应的邻居节点接收到路由目的节点最近一个路由协议帧的ttl值。
67.局部邻居表如图4所示，其中type表示邻居类型，0表示分集型链路对应的局部邻居，1表示复用型链路对应的局部邻居；neigh id表示邻居节点id；last seen表示通过neigh id对应的邻居节点接收到的路由目的节点orig id最近一个路由协议帧的时间；last ttl表示通过neigh id对应的邻居节点接收到的路由目的节点orig id最近一个路由协议帧的ttl值。
68.应该理解的是，虽然图1流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
69.在一个实施例中，如图5所示，提供了一种适用无线自组网的多径路由装置，包括：构建路由协议帧模块501、路由协议帧接收模块502、建立局部邻居表模块503、建立本地路由表模块504和数据传输模块505，其中：
70.构建路由协议帧模块501，用于构建路由协议帧；路由协议帧包括：帧类型字段和链路传输质量字段；帧类型字段用于确定路由协议帧的帧类型，链路传输质量字段用于确定路由协议帧传输的链路传输质量；
71.路由协议帧接收模块502，用于通过路由层接收邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧，通过物理层解析路由协议帧，得到邻居节点的邻居类型、邻居节点id、邻居节点id对应的链路传输质量以及路由目的节点；
72.建立局部邻居表模块503，用于根据邻居类型、邻居节点id以及邻居节点id对应的链路传输质量，建立分集型链路和复用型链路对应的局部邻居表；
73.建立本地路由表模块504，用于根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，建立无线自组网的本地路由表；其中，本地路由表中包含分集路由路径和复用路由路径；
74.数据传输模块505，用于根据识别输出传输业务的业务需求信息，从本地路由表选择分集路由路径或复用路由路径进行数据传输。
75.在其中一个实施例中，建立本地路由表模块504还用于根据无线自组网中每个自组网节点对应的局部邻居表，从局部邻居表中提取邻居类型，邻居节点id，邻居节点id对应的链路传输质量；根据邻居类型确定本地路由表中的路由表类型，根据邻居节点id得到所有邻居节点，根据邻居节点id对应的链路传输质量从所有邻居节点中确定到达路由目的节点的下一跳节点；根据路由表类型、路由目的节点和路由目的节点的下一跳节点建立无线自组网的本地路由表。
76.在其中一个实施例中，建立本地路由表模块504还用于根据邻居节点id对应的链路传输质量，选择链路传输质量最高的邻居节点作为到达路由目的节点的下一跳节点。
77.在其中一个实施例中，路由协议帧接收模块502还用于路由层接收路由协议帧后，若路由协议帧以分集方式发送的，则创建或更新分集型链路对应的局部邻居表以及分集型链路对应的本地路由表，并通知邻居节点中的物理层按照分集的方式转发该路由协议帧；若路由协议帧以复用方式发送的，则创建或更新复用型链路对应的局部邻居表以及复用型链路对应的本地路由表，并通知邻居节点中的物理层按照复用的方式转发该路由协议帧。
78.在其中一个实施例中，路由协议帧接收模块502还用于邻居节点以分集和复用方式发送的路由协议帧为邻居节点中的物理层使用多天线以分集和复用的方式发送路由协议帧。
79.在其中一个实施例中，建立本地路由表模块504中的本地路由表还包括路由目的节点到达最近一个路由协议帧的时间、到达路由目的节点的潜在下一跳节点和潜在下一跳节点到达路由目的节点的路径链路传输质量。
80.在其中一个实施例中，建立局部邻居表模块503中的局部邻居表还包括：通过邻居节点id对应的邻居节点接收到路由目的节点最近一个路由协议帧的时间和通过邻居节点id对应的邻居节点接收到路由目的节点最近一个路由协议帧的ttl值。
81.关于一种适用无线自组网的多径路由装置的具体限定可以参见上文中对于一种适用无线自组网的多径路由方法的限定，在此不再赘述。上述一种适用无线自组网的多径路由装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
82.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种一种适用无线自组网的多径路由方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
83.本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
84.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤。
85.在一个实施例中，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的步骤。
86.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
87.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。