用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法及装置，该方法包括：进行移动自组网链路状态感知，及链路状态信息更新；根据更新后的链路状态计算链路负载和链路分配时隙数；根据所述链路负载以及所述链路分配时隙数计算链路邻接矩阵权值；根据所述链路邻接矩阵权值和Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表。该方法通过合理计算链路的权值，考虑了链路的实时传输信息，可有效避免数据业务在业务繁忙节点上的拥塞，降低全网业务数据流排队等待延时和丢失率，同时可改善不合理的数据业务转发带来的重负载节点能源快速耗尽等问题，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法及装置


[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法及装置。

技术介绍

[0002]海量机器通信(mMTC)，即大规模物联网，是第五代移动通信技术(5G)定义的三大主要应用场景之一。随着5G时代的到来，万物互联已经是必然发展趋势。移动自组织网络是一种无中心扁平的网络结构，是物联网场景可选择的组网方式之一。移动自组网中所有节点完全等价，部分节点无法正常工作不会破坏其余节点的联网状态，在临时通信，军事装备等紧急应用场景有显著优势。
[0003]移动自组网中，为提高节点的覆盖范围，无法直接通信的两个节点通过中继节点进行转发。移动自组网中的路由算法计算了网络节点间的最佳转发路径集合，是业务转发过程中选择下一个中继节点的依据。路由算法计算得到的转发表的合理性直接关系到各节点信息交互的效率，适用于移动自组网的有效的路由计算方法的研发有着重要意义。
[0004]目前移动自组网中路由计算的主要方法是单纯基于网络拓扑的路径计算方法，最短路径计算由Dijkstra算法实现。当移动自组网中网络拓扑发生改变时，节点邻接表权重会进行更新，Dijkstra算法根据更新后的链路权重重新计算转发表。传统的Dijkstra算法采用以跳数为标准的最短路径优先准则，该准则下，每条相邻链路权值为一，在某些网络结构下，该方法会导致众多路由经过一小部分处于网络中心区域的节点。大量数据流通过少量中心节点必然导致网络出现拥塞和瓶颈，使业务排队等待延时和丢失率上升；同时，拥塞的数据业务流转发会快速耗尽重负载节点的能源。避免拥塞路由计算方法的研发有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术的一个目的在于提出一种用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法，该方法除了考虑网络当前的拓扑信息，同时会考虑当前每条链路上的传输状态，通过新的权重计算，避开比较拥挤的链路，是一种移动自组网中缓解拥塞的有效方法。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提出一种用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算装置。
[0008]为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法，包括：
[0009]进行移动自组网链路状态感知，及链路状态信息更新；
[0010]根据更新后的链路状态计算链路负载和链路分配时隙数；
[0011]根据所述链路负载以及所述链路分配时隙数计算链路邻接矩阵权值；
[0012]根据所述链路邻接矩阵权值和Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表。
[0013]本专利技术实施例的用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法，通过移动自组网链
路状态感知，链路信息的实时更新；计算链路负载和链路分配时隙数等信息；根据更新计算得到的链路负载以及链路分配时隙数等信息计算链路邻接矩阵权值；通过Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表。通过合理计算链路的权值，考虑了链路的实时传输信息，可有效避免数据业务在业务繁忙节点上的拥塞，降低全网业务数据流排队等待延时和丢失率，同时可改善不合理的数据业务转发带来的重负载节点能源快速耗尽等问题，具有良好的应用前景。
[0014]另外，根据本专利技术上述实施例的用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0015]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述进行移动自组网链路状态感知，及链路状态信息更新进一步包括：
[0016]对自组网拓扑状态进行检测，在拓扑状态发生改变时，自组网全网进行链路状态广播更新；或
[0017]根据设定的更新周期，对自组网全网进行链路状态广播更新。
[0018]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述链路负载为当前状态下，完成链路已分配数据传输任务所需的时隙数目，当前链路负载等于当前链路传输队列中的总数据量与链路单个时隙最大的传输数据量之比，计算公式为：
[0019][0020]其中，LOAD
ij
为链路负载，i和j为节点，LQ
ij
为当前链路传输队列中的总数据量，MTU为链路单个时隙最大的传输数据量。
[0021]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述链路邻接矩阵权值表示链路完成链路队列数据传输所需的固定周期数目，等于链路负载比上链路分配时时隙数，计算公式为：
[0022][0023]其中，W
ij
为链路邻接矩阵权值，i和j为节点，LOAD
ij
为链路负载，NOB
ij
为链路分配时时隙数。
[0024]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述链路邻接矩阵权值和Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表，包括：
[0025]通过每次将离源节点路径最短的点加入完成计算的节点集合中，利用该节点更新所有邻居节点到源节点的路径长度，每个节点计算得到一个缓解拥塞的新转发表。
[0026]为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算装置，包括：
[0027]更新模块，用于进行移动自组网链路状态感知，及链路状态信息更新；
[0028]第一计算模块，用于根据更新后的链路状态计算链路负载和链路分配时隙数；
[0029]第二计算模块，用于根据所述链路负载以及所述链路分配时隙数计算链路邻接矩阵权值；
[0030]第三计算模块，用于根据所述链路邻接矩阵权值和Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表。
[0031]本专利技术实施例的用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算装置，通过移动自组网链
路状态感知，链路信息的实时更新；计算链路负载和链路分配时隙数等信息；根据更新计算得到的链路负载以及链路分配时隙数等信息计算链路邻接矩阵权值；通过Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表。通过合理计算链路的权值，考虑了链路的实时传输信息，可有效避免数据业务在业务繁忙节点上的拥塞，降低全网业务数据流排队等待延时和丢失率，同时可改善不合理的数据业务转发带来的重负载节点能源快速耗尽等问题，具有良好的应用前景。
[0032]另外，根据本专利技术上述实施例的用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算装置还可以具有以下附加的技术特征：
[0033]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述更新模块，具体用于，
[0034]对自组网拓扑状态进行检测，在拓扑状态发生改变时，自组网全网进行链路状态广播更新；或
[0035]根据设定的更新周期，对自组网全网进行链路状态广播更新。
[0036]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述链路负载为当前状态下，完成链路已分配数据传输任务所需的时隙数目，当前链路负载等于当前链路传输队列中的总数据量与链路单个时隙最大的传输数据量之比，计算公式为：
[0037][0038]其中，LOAD...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于移动自组网中缓解拥塞的路由计算方法，其特征在于，包括以下步骤：进行移动自组网链路状态感知，及链路状态信息更新；根据更新后的链路状态计算链路负载和链路分配时隙数；根据所述链路负载以及所述链路分配时隙数计算链路邻接矩阵权值；根据所述链路邻接矩阵权值和Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行移动自组网链路状态感知，及链路状态信息更新进一步包括：对自组网拓扑状态进行检测，在拓扑状态发生改变时，自组网全网进行链路状态广播更新；或根据设定的更新周期，对自组网全网进行链路状态广播更新。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路负载为当前状态下，完成链路已分配数据传输任务所需的时隙数目，当前链路负载等于当前链路传输队列中的总数据量与链路单个时隙最大的传输数据量之比，计算公式为：其中，LOAD
ij
为链路负载，i和j为节点，LQ
ij
为当前链路传输队列中的总数据量，MTU为链路单个时隙最大的传输数据量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路邻接矩阵权值表示链路完成链路队列数据传输所需的固定周期数目，等于链路负载比上链路分配时时隙数，计算公式为：其中，W
ij
为链路邻接矩阵权值，i和j为节点，LOAD
ij
为链路负载，NOB
ij
为链路分配时时隙数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述链路邻接矩阵权值和Dijkstra算法进行最短路径计算得到转发表，包括：通过每次将离源节点路径最短的点加入完成计算的节点集合中，利用该节点更新所有邻居节点到源节点的路径长度，每个节点计算得到一个缓解拥塞的新转发表...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彧，张旭东，吴义辰，潘长勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：