專利名稱：一種分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法和路由設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法 和路由設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新，用戶對于業(yè)務(wù)、通信方式以及便捷 程度的要求也在不斷提升，無縫的為用戶提供各種高數(shù)據(jù)速率業(yè)務(wù)成為 了未來移動通信網(wǎng)絡(luò)的基本要求之一。為了滿足人們隨時隨地的信息訪 問、計算和通信的需求，未來的通信環(huán)境必將涉及靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。隨著4G技術(shù)日趨成熟以及其他網(wǎng)絡(luò)的不斷興起，扁平化、簡單化的網(wǎng)絡(luò) 構(gòu)架、自組織特性已經(jīng)成為了下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，低成本、大覆 蓋、高質(zhì)量的靈活通信方式將是下一代網(wǎng)絡(luò)的主題，而分布式自組織網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)被看好是能夠很好地承栽未來用戶的要求與資本投入的雙重責(zé)任 的極具潛力的技術(shù)方案。分布式網(wǎng)絡(luò)作為一種無基礎(chǔ)設(shè)施、分布式控制的組網(wǎng)方式(其網(wǎng)絡(luò) 也稱自組織網(wǎng)絡(luò)或者無線AdHoc網(wǎng)絡(luò))，可以在即使不能或者不便利用 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施資源的情況下，提供一種便捷、迅速的通信支撐環(huán) 境。與單跳的無線網(wǎng)絡(luò)不同，分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間是通過多跳數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) ^L制進行數(shù)據(jù)交換，需要路由協(xié)議進行分組轉(zhuǎn)發(fā)決策。無線信道變化的 不規(guī)則性、節(jié)點的移動、加入、退出等都會引起網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的動態(tài)變 化。路由協(xié)議的作用就是在這種環(huán)境中，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)變化，交換 路由信息，定位目的節(jié)點位置，產(chǎn)生、維護和選擇路由，并根據(jù)選擇的 路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，提供網(wǎng)絡(luò)的連通性。由于無線鏈路的不可靠性以及供電 i殳備能量的限制，分布式網(wǎng)絡(luò)的路由必須在受到多重條件約束和動態(tài)環(huán) 境下，能夠保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。因此，動態(tài)分布式的路由算法成為了分布式網(wǎng)絡(luò)中研究的一個關(guān)鍵問題。現(xiàn)有的已有平面分布式網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議主要可以分為2類 Proactive路由協(xié)i義和Reactive路由協(xié)i義。Reactive路由又稱為按需路 由，是一種當(dāng)節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)分組才查找路由的算法，其特點是網(wǎng)絡(luò) 開銷比較小。典型的按需路由有DSR (Dynamic Source Routing,動態(tài) 源路由協(xié)議)。但是由于按需路由協(xié)議一般都采用最小跳數(shù)作為路由選 擇準則的標(biāo)準。在路由建立過程中，忽略了各條鏈路的負載狀況，因此 在MAC層可能會面臨由于某些節(jié)點的負載過重而造成整條路徑擁塞。 對于時延敏感業(yè)務(wù)來說，將會使得數(shù)據(jù)的排隊時延增加，從而引起數(shù)據(jù) 包延時過大、吞吐量下降、用戶滿意度下降，而且會使擁塞節(jié)點的能量 資源急劇消耗，從而加速網(wǎng)絡(luò)拓樸的變化和分離以及節(jié)點間的不公平， 導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)性能的急劇惡化。因此路由協(xié)議的設(shè)計不能僅僅單純考慮 業(yè)務(wù)要求以及信道條件，還必須由鏈路中節(jié)點的角度考慮負載平衡的狀 況，使網(wǎng)絡(luò)在負載增加的情況下獲得優(yōu)化的QoS性能。另外，在分布式網(wǎng)絡(luò)中路由協(xié)議的可靠性完全依賴于節(jié)點之間的相 互合作來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。但是由于自組織網(wǎng)絡(luò)中缺乏中心控制節(jié)點，且各個節(jié)點自身能量受限，而轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)需要消耗節(jié)點自身的能量，這就使得各 個節(jié)點之間很難無私的為其它轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。為了節(jié)約其自身的剩余能量， 節(jié)點很可能采取不轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點數(shù)據(jù)的策略。為了消除節(jié)點的這種"自 私"行為，在分布式網(wǎng)絡(luò)中提出了一些相應(yīng)的措施，如基于"信譽度 等級"路由選擇、基于"虛擬貨幣"的路由選擇等，顯然這些策略都只 能在一定程度上避免選擇自私節(jié)點，但是很難消除節(jié)點的自私行為，而 且實現(xiàn)起來也比較困難。因此路由機制也必須考慮、體現(xiàn)節(jié)點個體的意 愿，使路由選擇更加優(yōu)化，更具有實用性和有效性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的 一 個技術(shù)問題是提供 一種分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方 法，能夠有效減小分組時延，提升網(wǎng)絡(luò)性能。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，其特6征在于，包括建立源節(jié)點和目的節(jié)點之間的至少兩條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑； 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)效用函數(shù)、與該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的下一跳鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù) 速率，確定分配給該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)；其中，所述效用 函數(shù)包括鏈路的服務(wù)速率作為參數(shù)；轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點 的信用度和下一跳鄰節(jié)點的信用度確定所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率 值；根據(jù)下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送分配給各個下一跳鄰節(jié)點的 數(shù)據(jù)。進一步，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳鄰節(jié) 點的信用度確定所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值的步驟包括轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點選擇上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳鄰節(jié)點的信用度中較小 值，作為所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值。進一步，根據(jù)下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送分配給所述下一跳 鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)的步驟包括轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在發(fā)送時，以下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā) 送概率值對應(yīng)的概率，發(fā)送分配到所述下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法的一個實施例，每個節(jié)點通 過如下步驟確定其鄰節(jié)點的信用度節(jié)點將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其鄰節(jié)點，記錄 向所述鄰節(jié)點請求轉(zhuǎn)發(fā)的分組數(shù)目；節(jié)點偵聽鄰節(jié)點實際發(fā)送的分組數(shù) 目；根據(jù)鄰節(jié)點實際發(fā)送的分組數(shù)目和請求轉(zhuǎn)發(fā)的分組數(shù)目的比值確定 鄰節(jié)點的信用度。進一步，每個節(jié)點動態(tài)更新其鄰節(jié)點的信用度。本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種路由設(shè)備，能夠有效減 小分組時延，提升網(wǎng)絡(luò)性能。本發(fā)明提供一種路由設(shè)備，包括數(shù)據(jù)分配單元，用于接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)請求，根據(jù)效用函數(shù)和與下一跳鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù)速率，確定分 配給所述下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)；概率確定單元，用于根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā) 送節(jié)點的信用度和下一跳鄰節(jié)點的信用度確定所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā) 送概率值；數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于根據(jù)所述概率確定單元確定的所述下一 跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送所述數(shù)據(jù)分配單元分配給所述下一跳鄰節(jié) 點的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的路由設(shè)備的一個實施例，還包括轉(zhuǎn)發(fā)路徑確定單 元，用于向目的節(jié)點發(fā)送路由請求分組RREQ，接收目的節(jié)點的路由回 復(fù)分組RREP ，建立到達目的節(jié)點的多條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。根據(jù)本發(fā)明的路由設(shè)備的一個實施例，還包括信用度更新單元， 用于更新所述路由設(shè)備的鄰節(jié)點的信用度。本發(fā)明提供的路由方法和路由設(shè)備，聯(lián)合考慮了網(wǎng)絡(luò)中的負載情況 和節(jié)點的服務(wù)速率，通過建立效用方程分配數(shù)據(jù)流量，最終到達網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 負載的均衡，從而能夠有效減小分組時延，提升網(wǎng)絡(luò)性能進一步，通過結(jié)合了協(xié)作激勵的方法來更好的提升網(wǎng)絡(luò)性能，消除 節(jié)點的"自私"行為。


圖1是本發(fā)明的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法一個實施例的流程圖；圖2是本發(fā)明的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法另一個實施例的流程圖；圖3是本發(fā)明中網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的一個示例的示意圖；圖4是圖3所示的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)下路由發(fā)現(xiàn)工作過程示意圖；圖5是圖3所示的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)下路由工作過程示意圖；圖6是圖3所示的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)下路由維護過程示意圖；圖7是相同的負荷情況下，不同的路由協(xié)議對數(shù)據(jù)分組的端到端時延性能的影響仿真曲線；圖8是相同的負荷情況下，不同的路由協(xié)議對數(shù)據(jù)分組的丟包率性能的影響仿真曲線；圖9是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在自私節(jié)點的情況下，DSR協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)自私節(jié)點比率對節(jié)點剩余能量影響仿真曲線；圖10是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在自私節(jié)點的情況下，本發(fā)明方法中自私節(jié)點比率對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點剩余能量的影響仿真曲線；圖11是本發(fā)明的路由設(shè)備的一個實施例的框圖； 圖12是本發(fā)明的路由設(shè)備的另一個實施例的框圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本發(fā)明進行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例 性實施例。在附圖中，相同的標(biāo)號表示相同或者相似的組件或者元素。本發(fā)明的基本思想是聯(lián)合考慮網(wǎng)絡(luò)中的負載情況和節(jié)點的服務(wù)速 率，基于博弈論的思想，建立效用方程，最終到達網(wǎng)絡(luò)內(nèi)負載的均衡， 從而減小分組時延，提升網(wǎng)絡(luò)性能。圖1是本發(fā)明的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法一個實施例的流程圖。如圖1所示，在步驟102，建立源節(jié)點和目的節(jié)點之間的至少兩條 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。例如，在路由表中選擇跳數(shù)最小的K條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。在步驟104，對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，在接收到數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)發(fā)請求時，根據(jù)效用函數(shù)和該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與其各個下一跳鄰節(jié)點之間鏈 路的服務(wù)速率，將要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分配給各個下一跳鄰節(jié)點。例如，效用 函數(shù)是包括節(jié)點的服務(wù)速率的時延效用函數(shù)。在步驟106，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳 鄰節(jié)點的信用度確定該下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值。在分布式網(wǎng)絡(luò) 中，每個節(jié)點都可以為其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，也可以請求其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù) 據(jù)。通過為上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點可以獲得上一跳 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的信用度。該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點也可以通過其他的節(jié)點處獲得上一 跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度。在步驟108，根據(jù)下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送分配給該下一 跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)。下面結(jié)合一個具體的時延效用函數(shù)介紹本發(fā)明的路由選擇方法。假設(shè)從源節(jié)點s需要發(fā)送數(shù)據(jù)分組到目的節(jié)點&對于所有選擇的 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑^e^，建立效用函數(shù)^min^-= min"^'p'， (1)義p, AT 義A 《且滿足約束條件為9<formula>formula see original document page 10</formula>其中Fp,(;u)表示選擇在路徑A上傳輸流量為；ip,.的分組時，所獲得 的分組時延，^表示節(jié)點s與節(jié)點d之間的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑集合，K表示所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑的數(shù)目， 為路徑A的服務(wù)速率，尸/表示節(jié)點s 到節(jié)點d之間注入的數(shù)據(jù)流量。其中為了保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，對于任意一條路徑A ， A e 需要保持數(shù)據(jù)分組的到達速率小于鏈路的服務(wù)速率，因此有4</^;節(jié)點s到節(jié)點d之間上所有路徑上分配的分組流 量之和等于需要傳輸?shù)姆纸M數(shù)，因此有S;, =Jp/;最后，如果某條路徑纟皮選擇為路由路徑，則在該路徑上分配的分組流量不小于零，從而有、,々0， / ,epf。其中，可以將各條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑的月艮務(wù)速率設(shè)定為該 轉(zhuǎn)發(fā)路徑上服務(wù)速率最小的節(jié)點的服務(wù)速率?；诓┺恼搶崿F(xiàn)思想，可將上述任務(wù)模型中任意路由問題看作是同一任務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中的合作博弈問題。在這種博弈中，網(wǎng)絡(luò)各條路徑作為參與者，每條路徑上流的延遲時間為效用函數(shù)。在進4亍路由分配時，總是期望每條路徑效用最佳，也即業(yè)務(wù)流在其上的延遲時間最小，同時資源分配具有公平性。根據(jù)排隊論和Little定理，分組在路徑A上的排隊時延可以表示為<formula>formula see original document page 10</formula>其中『為分組等待時延，1/AA為分組傳輸時延。根據(jù)博弈論，對 于節(jié)點S建立(1)式的效用方程，根據(jù)已經(jīng)選定的候選路由，路由選 擇的目標(biāo)就變?yōu)閷ふ覐墓?jié)點S到節(jié)點rf之間所有路徑上的最佳數(shù)據(jù)流量 分配使得(1)式最小。根據(jù)(1)和(2)，由最優(yōu)化算法，可以的到使得(1)式最小的流 量分配為
<formula>formula see original document page 10</formula>( 4 )其中A表示候選路由中源節(jié)點S到目的節(jié)點rf之間的任意一條數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)發(fā)路徑，Ap表示路徑月的服務(wù)速率，F(xiàn)/表示節(jié)點S到節(jié)點d之間注入的數(shù)據(jù)流量，iT為從節(jié)點s到節(jié)點d之間存在的路徑總數(shù)，//,表示路徑y(tǒng)的鏈路容量。根據(jù)(4)式可以得到最優(yōu)的流量分配策略&,的取 值。這里每條路徑上所分配得流量都是根據(jù)該鏈路的鏈路容量來決定 的，因此路由選擇不僅僅取決于最小跳數(shù)，還取決于所選擇路由上各個 路徑的鏈路容量，通過聯(lián)合考慮二者來選擇最優(yōu)的路由。節(jié)點s到節(jié)點d之間的路由建立之后，節(jié)點s根據(jù)(4)式所計算 出的各條路徑之上的業(yè)務(wù)流量分配，將數(shù)據(jù)分組分配到選定的路徑之 上。接收節(jié)點在正確接收到數(shù)據(jù)分組之后，向發(fā)送節(jié)點確認分組發(fā)送成 功，直至發(fā)送節(jié)點被轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點。在上面的描述中，以各個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑為單元考慮數(shù)據(jù)的分配，可 以應(yīng)用于每個節(jié)點保存全路由信息的情況，在為每條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑分配 數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑中的節(jié)點按照設(shè)定的路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。下面描述本發(fā)明的另一個實施例，在該實施例中基于單個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點考慮數(shù)據(jù)的分配，即每個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)請求時，根據(jù)效用函數(shù)以及到下一跳節(jié)點的服務(wù)速率，確定分配給下一跳節(jié)點的數(shù)據(jù)比率。假設(shè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點/有M個位于從源節(jié)點到目的節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的下一跳節(jié)點，則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點/的效用函數(shù)為1"^min^-且滿足約束條件為Sw，ye, ——義,-^廣AM(5)(6)其t上式(5)和(6)中的F對應(yīng)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點/需要轉(zhuǎn)發(fā)的 數(shù)據(jù)，p'表示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點/和其下一跳鄰節(jié)點之間鏈路的集合，路 徑乂對應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的下一跳鄰節(jié)點的鏈路，A表示路徑乂ii的服務(wù)速率，義,表示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點/在路徑上分配的數(shù)據(jù)。根據(jù)(5)和(6)，由最優(yōu)化算法，可以的到使得(5)式最小的流 量分配為a/^，)"' (7)如發(fā)送節(jié)點沒有接收到接收節(jié)點的主動應(yīng)答時，發(fā)送節(jié)點會一直嘗 試發(fā)送直至其最大發(fā)送門限。當(dāng)發(fā)送次數(shù)到達發(fā)送門限值時，發(fā)送節(jié)點 會認為該路徑上到其下一跳節(jié)點的鏈路出現(xiàn)故障，此時該節(jié)點會向源節(jié) 點發(fā)送錯誤分組(RERR)信息，通知源節(jié)點重新選擇到目的節(jié)點的路 由。路由路徑上接收到RERR分組的節(jié)點都將會在路由表中刪除該路 徑上相應(yīng)的路由信息。如果路徑上某些節(jié)點沒有成功的接收到RERR 信息，在一段時間路由定時器超時之后，該路徑上的過期的路由信息 將會自動被移除。源節(jié)點在收到RERR信息后，如果在其路由緩存中 還有其它的到目的節(jié)點的路徑，則直接選用新的路徑，否則源節(jié)點將重 新發(fā)起一次路由建立過程。根據(jù)Kldnrocks獨立性假i殳和Little定理，對網(wǎng)絡(luò)中任意兩個節(jié)點 /， 乂之間的路徑/ ，可以得到該路徑上的時延為對于路徑P上/A)' /% 一 、a的相鄰節(jié)點(/,y)其中^表示路徑/;的服務(wù)速率，^表示路徑/7的分組到達速率，^ 表示總的傳播時延和處理時延。(8)式中的第一部分代表分組的平均等 待時延，第二部分代表傳輸時延，第三部分通常非常小而可以忽略不考 慮。假設(shè)如果將源節(jié)點與目的節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流量F/都分配到一條最短 路徑的路由上，則根據(jù)(8)可以得到分組的平均時延為77 — V1 , 1 A)' + i7/ 1 、p = 乙 、x 71""" w、 "1 J ( q )對于一條路由上;^)'一 、^i/'+ ,s JAi/ 、,的相鄰節(jié)點(/,乂)根據(jù)本發(fā)明所提出的負載均衡的路由算法，源節(jié)點s將會根據(jù)可選路由上路徑的服務(wù)速率將需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組F/按照比例分配到K條路徑上，從而可以得到采用本發(fā)明所帶來的分組的平均時延為7> = Z (——x-對于所選K條路由中任意 一條路由上的相鄰節(jié)點(/，/)整個網(wǎng)絡(luò)的平均時延則可以表示為〖 Jyr舉 _*一 P —口《 (11)本發(fā)明所提出的負載均衡的路由方法需要節(jié)點之間的合作來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù) 據(jù)分組，但是由于每個節(jié)點都是能量受限的，4艮據(jù)博弈論，為了以最小 的能量支出獲得最大的效用，節(jié)點必然會選擇盡量減小轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié)點數(shù) 據(jù)分組或者根本不轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點的分組，從而會使得其他節(jié)點由于在路 由轉(zhuǎn)發(fā)中分組的丟失而造成分組時延增加，同時也會消耗掉大量的能 量。由于這種"自私"節(jié)點的存在，會造成整個網(wǎng)絡(luò)分組的時延的增 加，且網(wǎng)絡(luò)中非自私節(jié)點的能量消耗多于自私節(jié)點，節(jié)點之間的公平性 難以保證。為了解決上述問題，在所提出的方法中，采用了如下的協(xié)作 激厲力方法每個節(jié)點在將數(shù)椐轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳鄰節(jié)點y時，記錄其請求轉(zhuǎn)發(fā)的鄰節(jié)點/'的分組數(shù)目7Vrequest，隨后偵聽鄰節(jié)點真正發(fā)送的分組數(shù)目 ^Vdelivery,計算二者的比值Y = ^Vdelivery/7Vrequest， 記錄Yj的取值作為鄰節(jié)點7的信用度取值。 一個較大的L意味著節(jié)點愿意無私的為其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā) 分組，而反之一個較小的力則意味著節(jié)點的自私性較強。為了抑制節(jié)點 的這種自私行為，當(dāng)節(jié)點再向下一條鄰節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，結(jié)合鄰節(jié)點的 信用度情況，以概率Yj來發(fā)送數(shù)據(jù)，從而自私的節(jié)點被選中作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的概率相對就比較低；另外，當(dāng)這些自私節(jié)點有數(shù)據(jù)需要發(fā)送 時，通過查詢其信用度、取值，其他節(jié)點將會以概率/;發(fā)送自私節(jié)點的數(shù)據(jù)。其中概率/;=min[/n， Yj}，由于自私節(jié)點信用度較低，從而使得自 私節(jié)點的數(shù)據(jù)很難及時的被發(fā)送到目的節(jié)點。根據(jù)合作博弈理論，由于 每個節(jié)點的目的都是最大化其效用函數(shù)，而基于本發(fā)明所提出的博弈激 勵策略，節(jié)點的這種"自私"行為恰恰損害了其自身利益。由于每個節(jié) 點都是獨立、智能且具有一定權(quán)限的決策者，為了最大化其自身利益， 這種自私節(jié)點必然會選擇改變其策略從而獲得更好得服務(wù)。因此在一段 時間之后，網(wǎng)絡(luò)中的"自私"節(jié)點將會逐漸減少，從而節(jié)點之間的公平 性會得到提高，系統(tǒng)性能將會得到改善。圖2是本發(fā)明的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法另 一個實施例的流程圖。如圖2所示，在步驟202，每個節(jié)點建立一個鄰節(jié)點集合，獲得到 各個鄰節(jié)點的各條鏈路的服務(wù)速率Z/p,。在步驟204，當(dāng)源節(jié)點有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時，向目的節(jié)點發(fā)送路由請 求分組RREQ，然后等待目的節(jié)點的路由回復(fù)分組RREP。源節(jié)點根據(jù) 接收到的目的節(jié)點的回復(fù)，建立相應(yīng)的路由。在步驟206,如果源節(jié)點到目的節(jié)點存在多條路由，則選擇其中的 /T條到目的節(jié)點(例如，跳數(shù)最小或者服務(wù)速率最大)的路由作為候選 路由。選出的候選路由作為源節(jié)點和目的節(jié)點之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。例 如，如果到目的節(jié)點只有Af條跳數(shù)最小的路由，則至少再選擇另外 (K-Af)條跳數(shù)次小的路由。在步驟208，從源節(jié)點開始，每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點計算下一跳節(jié)點數(shù)據(jù)分 配比率。每個節(jié)點根據(jù)效用函數(shù)、下一跳節(jié)點的服務(wù)速率、以及要轉(zhuǎn)發(fā) 的數(shù)據(jù)量計算出下一跳節(jié)點數(shù)據(jù)分配量。在步驟210，判斷下一跳節(jié)點是否是目的節(jié)點，如果是，該流程結(jié) 束，否則，繼續(xù)步驟212。在步驟212,轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點查詢數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑中上一跳節(jié)點和下一跳節(jié) 點的信用度。在步驟214，根據(jù)上一跳節(jié)點和下一跳節(jié)點的信用度，確定下一跳 節(jié)點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率值^。在發(fā)送時刻，該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點以下一跳節(jié)點的數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)概率值p的概率向下 一跳節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。在步驟216，更新下一跳節(jié)點的信用度值。需要指出，步驟202和204可以預(yù)先進^f亍，并定期更新。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點發(fā)生變化時，可以對應(yīng)修改相關(guān)節(jié)點的鄰節(jié)點集合，并更新相應(yīng)的路 由。另外一個時延效用函數(shù)可以表示為<formula>formula see original document page 15</formula>其中，1///表示每個節(jié)點的平均服務(wù)速率，『表示每個分組的平均等待時間，假設(shè)F/表示源節(jié)點s到目的節(jié)點d之間注入的數(shù)據(jù)流量，源節(jié)點建立到目的節(jié)點的K條路徑，并統(tǒng)計各條路徑上的總分組數(shù)目<。根據(jù)表達式(l)所確立的效用函數(shù)和各條路徑上的分組的數(shù)目，源節(jié)點動態(tài)的調(diào)整流量的分配，分配原則為<formula>formula see original document page 15</formula>其中，加1的目的是為了防止分母為零。上式表示根據(jù)K條路徑 上的各條路徑的排隊分組數(shù)目來進行流量分配，分配的原則是分組排隊 數(shù)目越少的路徑分配較多的數(shù)椐流量，而排隊分組數(shù)目較多的路徑分配 較少的數(shù)據(jù)流量，從而使各路徑可以根據(jù)當(dāng)前的實際情況獲取業(yè)務(wù)。這 樣不僅可以保證各路徑公平的獲得業(yè)務(wù)流，同時還可確保各路徑的端到 端時延近似相等。圖3是本發(fā)明中的一個網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的示例的示意圖，其中存在著 如下的業(yè)務(wù)流即A->K的業(yè)務(wù)，G->D的業(yè)務(wù)以及E->H的業(yè)務(wù)。顯 然，如果按照最短路徑的選擇路由原則，節(jié)點A選擇的路由為A->B->I->K，節(jié)點G選擇的路山為G->B->D，節(jié)點E選擇的路由為E->I->H。這樣的選擇路由策略就會使得節(jié)點B， I非常繁忙。如果節(jié)點A的 部分業(yè)務(wù)可以選擇路由A->C->F->J->K,雖然跳數(shù)增加了，但是顯然可 以從整體上改善網(wǎng)絡(luò)的性能。本發(fā)明就是基于這種思想設(shè)計的。由于控 制分組RREQ和RREP的優(yōu)先級通常高于普通的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所以先返回的RREP并不能表示其反饋回的路由對于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)就一定適用。對于 時延敏感業(yè)務(wù)來說，本發(fā)明所提出的路由方法根據(jù)路徑的服務(wù)速牟，將 流量分配到配到兀條滿足條件的最少跳數(shù)路徑或次短路徑上，通過動態(tài) 調(diào)整業(yè)務(wù)流量的分配可以有效的減少分組的時延，避免數(shù)據(jù)分組在關(guān)鍵 節(jié)點發(fā)生擁塞，確保網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點公平的得到業(yè)務(wù)流，從而使網(wǎng)絡(luò)避免 出現(xiàn)"熱點"，提升整個網(wǎng)絡(luò)的性能。圖4是圖3所示的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)下本發(fā)明所提出的路由發(fā)現(xiàn)工作過 程的示意圖，圖4 (a)是路由的建立過程，圖4 (b)是路由的回復(fù)過 程。在圖4(a)中給出了部分節(jié)點在中轉(zhuǎn)RREQ分組時，將其節(jié)點編 號附加到RREQ分組的過程。在RREQ分組中包含有源節(jié)點和目的節(jié) 點的地址以及源節(jié)點的發(fā)送序號，用以唯一標(biāo)識一個RREQ分組。在 圖4 (b)中，各節(jié)點按RREP分組中攜帶的路由信息轉(zhuǎn)發(fā)該RREP分 組。圖5是圖3所示的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)下本發(fā)明所提出路由算法的工作示 意圖，可以看出節(jié)點A的業(yè)務(wù)被分配到A->B->I->K和A->C->F->J->K 兩條路徑之上。圖6是圖3所示的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)下本發(fā)明的路由維護過程示意圖， 可以看出當(dāng)路徑I->K發(fā)生故障時，RRER分組沿著路由A->B->I->K ^JC送至源節(jié)點A。參照圖7-10,為了lHi本發(fā)明的性能，將本發(fā)明與現(xiàn)有的按需路由 協(xié)議DSR進行了仿真，該仿真主要研究了在節(jié)點處于非自私和非自私 條件下，應(yīng)用本發(fā)明之對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時延，丟包率以及剩余能量的影 響。本發(fā)明的實施例的仿真場景是20個節(jié)點組以Ad hoc的方式分布的網(wǎng)絡(luò)，隨機的分布在畫0mxl000m的區(qū)域內(nèi)，仿真時間為500秒。網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都以到達率為義的速度產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組，數(shù)據(jù)到達服從poisson (泊松)分布，數(shù)據(jù)包長度服從負指數(shù)分布。為了對無線信道進行建模，仿真中所使用的信道模型是多狀態(tài)馬爾可夫信道模型。信道劃分為4個狀態(tài)，所對應(yīng)的鏈路速率分別為卯，120， and 240kbit/s。節(jié)點的運動模型為Random Waypoint，運動速度為2m/s。仿真所采用 的軟件為OPNET 10.5，仿真實驗通過一臺主頻為3G的臺式機上完 成。為了模擬數(shù)據(jù)的突發(fā)特性，在圖7-圖10，采用了如表l所示的仿 真模型參數(shù)。為了定量描述本發(fā)明的性能，在本發(fā)明中采用平均端到端 時延，數(shù)據(jù)分組丟失率和節(jié)點剩余能量比率這三個指標(biāo)來評估其性能。仿真區(qū)域鵬x鵬 平方米節(jié)點個數(shù)20節(jié)點運動速度2米/秒無線傳輸速率90/120/180/240 千比特/秒最大跳數(shù)4節(jié)點個數(shù)20無線傳輸范圍250米節(jié)點接收消耗能量30毫瓦節(jié)點初時能量10焦耳節(jié)點發(fā)送消耗能量80毫瓦分組長度512字節(jié)節(jié)點空閑消耗能量0.003毫瓦表l參照圖7，它是在相同的負荷情況下，不同的路由協(xié)議對數(shù)據(jù)分組 的端到端時延性能的影響仿真曲線，其中本發(fā)明的實施例可稱為 GBLBR。從圖7中可以看出當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于輕度負荷情況下，本發(fā)明 GBLBR方法和DSR均能保證一個較低的端到端分組時延，而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中 的分組到達逐漸增加時，本發(fā)明GBLBR方法能夠保證更低的分組時 延。這是由于DSR協(xié)議中分組的路由選擇是基于最小跳數(shù)準則，因此 隨著網(wǎng)絡(luò)中負栽的增加，更多的分組在路徑之中的關(guān)鍵節(jié)點阻塞，從而 由于網(wǎng)絡(luò)的擁塞而造成分組時延增加。而本發(fā)明GBLBR是基于負載均 衡準則的，通過計算基于博弈論的時延效用函數(shù)，根據(jù)不同路徑的服務(wù) 速率，分組流將會被按照比例分配到各條路徑之上，從而避免了擁塞的 發(fā)生，有效的減小了分組時延。參照圖8，它是在相同的負荷情況下，不同的路由協(xié)議對數(shù)據(jù)分組 的丟包率性能的影響仿真曲線。從圖中可以看出，本發(fā)明與DSR方法 相比，有效的減小了分組的丟包率。由于本發(fā)明是基于負載均衡準則 的，通過將分組流按照各條路徑的服務(wù)速率分配到各條路徑之上，可以有效的減小分組丟包，同時保持整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的負載均衡。參照附圖9和圖10,它們是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在自私節(jié)點的情況下，自私 節(jié)點比率對節(jié)點剩余能量比率的影響。其中在實施例中，每個節(jié)點的初 始化能量都設(shè)置為10焦耳，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)到達率恒定為5數(shù)據(jù)包/秒。自 私節(jié)點會選擇一個隨機概率《0<"<1)來轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點的數(shù)據(jù)，而非自私節(jié)點則會直接轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點的數(shù)據(jù)。圖9是DSR協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)自私節(jié) 點比率對節(jié)點剩余能量影響仿真曲線，圖10是采用本發(fā)明GBLBR方 法后自私節(jié)點比率對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點剩余能量的影響仿真曲線。從圖9和圖 IO中可以看出，在兩種方法中，自私節(jié)點的剩余能量都要多于非自私節(jié) 點的剩余能量，這是由于自私節(jié)點會刻意減少替其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)分組，從 而減少其能量消耗。另外，可以看出當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的自私節(jié)點比率增加時， 這種自私行為所帶來的好處在逐漸減少，這是由于當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的自私節(jié)點 比率增加時，節(jié)點之間的竟?fàn)幮袨橐沧兊酶蛹ち?，因此自私行為所?來的好處也逐漸的會被抵消掉。同時，由于節(jié)點的這種自私行為，路由 的性能將會嚴重惡化，同時分組的時延都會變長。在DSR協(xié)議中，由 于僅僅選擇一條最短路徑，因此自私節(jié)點的行為對其影響較大，而本發(fā) 明GBLBR方法是將流量分配到若干條路徑之上，從而可以有效的減小 由于某條路徑上由于存在自私節(jié)點對而路由協(xié)議性能的影響，因此其 性能好于DSR。參照附表2，它是應(yīng)用本發(fā)明所提出的博弈激勵方法之后，路由協(xié) 議的性能情況仿真曲線。平均時延(秒)自私節(jié)點的平均 剩余能量(％)非自私節(jié)點的平均 剩余能量(％ )DSR0.0939839.37347.692GBLB0.0822940.47246.975表2從表2中可以看出，本發(fā)明所提出的博弈激勵方法能夠有效的提升DSR和本發(fā)明GBLBR的性能。這是由于如果自私節(jié)點拒絕轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié) 點的分組，則其它節(jié)點將會通過減少發(fā)送自私節(jié)點的數(shù)據(jù)來懲罰這些節(jié)18點，從而這樣會使得自私節(jié)點的端到端時延增加。另外，如果節(jié)點的自 私行為被鄰節(jié)點發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明，自私節(jié)點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)請求將會被鄰 節(jié)點拒絕，從而會使得自私節(jié)點需要消耗更多的能量來發(fā)送數(shù)據(jù)，因此 其剩余能量會少于非自私節(jié)點。在本發(fā)明所提出的方法中，由于節(jié)點的 這中自私行為實際上損害了其自身利益，根據(jù)博弈論，節(jié)點為了最大化 其自身利益，在一段時間之后，其必然會改變其策略，從而使得節(jié)點之 間的公平性會得到提高，系統(tǒng)性能將會得到改善。
圖11示出本發(fā)明的路由設(shè)備的一個實施例的框圖。如圖11所示，
該路由設(shè)備包括數(shù)據(jù)分配單元1101、概率確定單元1102和數(shù)據(jù)發(fā)送單 元1103。其中，數(shù)據(jù)分配單元1101用于接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)請求，根據(jù)效用 函數(shù)和與下一跳鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù)速率確定分配給各個下一跳鄰節(jié)
點的數(shù)據(jù)。效用函數(shù)可以采用公式(5)示出的時延效用函數(shù)。概率確 定單元1102用于根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳鄰節(jié)點的 信用度確定各個下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值。數(shù)據(jù)發(fā)送單元1103用 于根據(jù)概率確定單元1102確定的各個下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā) 送數(shù)據(jù)分配單元1101分配給下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)。
圖12是本發(fā)明的路由設(shè)備的另一個實施例的框圖。如圖12所示， 和圖11相比，該實施例中的路由設(shè)備還可選地包括信用度更新單元 1205，用于更新該路由設(shè)備的鄰節(jié)點的信用度。另外，該路由設(shè)備還可 選地包括路徑建立單元1204。路徑建立單元1204通過向目的節(jié)點發(fā)送 路由請求分組RREQ，接收目的節(jié)點的路由回復(fù)分組RREP,建立到達
目的節(jié)點的多條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
綜上，本發(fā)明提出的路由方法和路由設(shè)備聯(lián)合考慮了網(wǎng)絡(luò)中的負載 情況和節(jié)點的服務(wù)速率，通過博棄論的思想基礎(chǔ)，建立效用方程，最終 到達網(wǎng)絡(luò)內(nèi)負載的均衡，從而能夠有效減小分組時延，提升網(wǎng)絡(luò)性能。 另外，為了消除節(jié)點的"自私"行為，所提出的路由選擇機制還結(jié)合了 協(xié)作激勵的方法來更好的提升網(wǎng)絡(luò)性能。
需要指出的是，雖然仿真針對一套特定的系統(tǒng)參數(shù)，但是由于本發(fā) 明所提出的思想具有創(chuàng)新性，該方法本身具有一定的普遍性，也適用于
19未來網(wǎng)絡(luò)扁平式構(gòu)架下具有自組織特性的節(jié)點路由。因此，當(dāng)應(yīng)用于具 有不同網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的分布式網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)參數(shù)中時，本發(fā)明方案仍能體 現(xiàn)出優(yōu)越性。
本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的 或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技
術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理 和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適 于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權(quán)利要求
1.一種分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，其特征在于，包括建立源節(jié)點和目的節(jié)點之間的至少兩條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，；轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)效用函數(shù)、與所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的下一跳鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù)速率，確定分配給所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)；其中，所述效用函數(shù)包括鏈路的服務(wù)速率作為參數(shù)所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳鄰節(jié)點的信用度確定所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值；根據(jù)所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送分配給所述下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，其特征在 于，所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳鄰節(jié)點的 信用度確定所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值的步驟包括所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選擇上 一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下 一跳鄰節(jié)點的 信用度中較小值，作為所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，其特征在 于，所述根據(jù)所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送分配給所述下一跳 鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)的步驟包括所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點在發(fā)送時，以所述下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值對應(yīng) 的概率，發(fā)送分配到所述下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方 法，其特征在于，每個節(jié)點通過如下步驟確定其鄰節(jié)點的信用度所述節(jié)點將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其鄰節(jié)點，記錄向所述鄰節(jié)點請求轉(zhuǎn)發(fā)的分 組數(shù)目；所述節(jié)點偵聽所述鄰節(jié)點實際發(fā)送的分組數(shù)目； 根據(jù)所述鄰節(jié)點實際發(fā)送的分組數(shù)目和請求轉(zhuǎn)發(fā)的分組數(shù)目的比值 確定所述鄰節(jié)點的信用度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，其特征在于，每個節(jié)點動態(tài)更新其鄰節(jié)點的信用度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方 法，其特征在于，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點i上建立時延效用函數(shù)U = min ^-= min乂ep >^乂 /且滿足約束條件為^ </iy， yep'其中，F(xiàn)'對應(yīng)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點i需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，y表示數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點i和其下一跳鄰節(jié)點之間鏈路的集合，路徑j(luò)對應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的下一跳鄰節(jié)點的鏈路，A表示路徑j(luò)的服務(wù)速率，義7表示在路徑j(luò)上分配的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述效用函數(shù)分配到各個下一跳節(jié)點的數(shù)據(jù)量為W廠"M 其中，M表示下一跳節(jié)點的數(shù)目，P表示要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，其特征在 于，所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù)速率通過如下方式獲得所述轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點建立鄰節(jié)點表，通過偵聽鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)交互獲得所述 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點與鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù)速率。
8. —種路由設(shè)備，其特征在于，包括數(shù)據(jù)分配單元，用于接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)請求，根據(jù)效用函數(shù)和與下一跳 鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù)速率，確定分配給所述下 一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)；概率確定單元，用于根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳鄰 節(jié)點的信用度確定所述下 一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值；數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于^L據(jù)所述概率確定單元確定的所述下一跳鄰節(jié) 點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送所述數(shù)據(jù)分配單元分配給所述下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的路由設(shè)備，其特征在于，還包括 轉(zhuǎn)發(fā)路徑確定單元，用于向目的節(jié)點發(fā)送路由請求分組RREQ，接收目的節(jié)點的路由回復(fù)分組RREP，建立到達目的節(jié)點的多條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 路徑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的路由設(shè)備，其特征在于，還包括 信用度更新單元，用于更新所述路由設(shè)備的鄰節(jié)點的信用度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種分布式網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法和路由設(shè)備。該方法包括步驟建立源節(jié)點和目的節(jié)點之間的至少兩條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑；轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)效用函數(shù)、與下一跳鄰節(jié)點之間鏈路的服務(wù)速率，確定分配給下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點根據(jù)上一跳數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點的信用度和下一跳鄰節(jié)點的信用度確定下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值；根據(jù)下一跳鄰節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送概率值發(fā)送分配給下一跳鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的路由方法和路由設(shè)備考慮了網(wǎng)絡(luò)中的負載情況和節(jié)點的服務(wù)速率，通過建立效用方程，最終到達網(wǎng)絡(luò)內(nèi)負載的均衡，能夠有效減小分組時延，提升網(wǎng)絡(luò)性能。另外，為了消除節(jié)點的“自私”行為，所提出的路由選擇機制還結(jié)合了協(xié)作激勵的方法來更好的提升網(wǎng)絡(luò)性能。
文檔編號H04W40/02GK101600227SQ20091008797
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者平 張, 帆 江, 王稀君, 輝 田, 錚 胡 申請人:北京郵電大學(xué)