無線局域網中基于鏈路質量更新的路由故障恢復方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于通信網絡技術領域，尤其涉及無線局域網中基于鏈路質量更新的路由 故障恢復方法。
【背景技術】
[0002] L2MPM(Layer2MeshProtocolforMobile移動設備二層MESH協議）路由協議工 作在數據鏈路層，是一種先驗式路由協議。L2MPM路由協議的基本思想是在源節點的所有單 跳可達鄰居節點中為目的節點找到對應路徑上的最佳鄰居節點，并使用最佳鄰居點作為數 據轉發過程中的下一跳節點，而不需要計算、確定出整個網絡的拓撲及路由信息。確定最佳 鄰居節點的依據是鏈路質量，鏈路質量的好壞決定了網絡建立和更新的速度以及網絡的性 能。
[0003] L2MPM協議間通信的數據包為He11〇包，通過周期性的廣播He11〇包來獲得網絡中 的鄰居節點響應信息，進而維持路由表。Hello包在協議中主要有作用如下：
[0004] (1)使其他節點感知源節點的存在性。鄰節點在接收Hello包后確定源節點的存 在，在對數據包處理后建立自身到源節點的路由表，隨后轉發該包。
[0005] (2)作為多跳策略中選擇下一跳路由的判定依據。Hello包中的RQ(Route Quality)，路徑質量權值）作為L2MPM協議的路由權值，反映的是傳輸路徑的質量，值越高 表明鏈路質量越好。
[0006] (3)L2MPM協議工作原理如下：首先節點周期性地發送Hello包，根據網絡中鄰居 節點的響應信息來建立自己的路由表，其采取將全局路由分解為最優下一跳路由的最佳路 由策略，泛洪步驟可簡單分為以下三步：
[0007]a?源節點周期性廣播Hello包。
[0008] b.鄰居節點收到源節點的Hello包后會將其轉發給自己的鄰居節點，即源節點的 二跳節點。
[0009] c.二跳節點再次轉發該Hello包給其鄰居節點，即源節點的三跳節點，依次循環， Hello包將泛洪至整個網絡。當網絡中所有節點均至少收到一次Hello包后停止泛洪，同 時，若Hello包的存活時間到期或者包丟失也會停止。
[0010] 在L2MPM協議中，使用以下三個值來計算鏈路的傳輸質量：
[0011] NQ(NodeQuality，節點鏈路質量），節點接收到某本地鄰居節點的Hello包的計 數值。
[0012] EQ(EchoQuality，回環鏈路質量），節點接收到發向某本地鄰居節點并被回傳的 Hello報文計數值。
[0013] RQ(RouteQuality，路徑質量權值），節點發往某本地鄰居節點的Hello報文的百 分比。
[0014] 其計算公式如下：
[0015] RQ=EQ/NQ
[0016]網絡中每一個節點都計算出自己的本地RQ值（RdJ，源節點初始化RQ值為255， 根據如下公式
[0017] RQciobs -RQXRQLocal
[0018] 計算出Hello包中的全局RQ值（RQel()be)，然后將更新后的Hello包廣播出去，這 樣就可以不斷更新鏈路的傳輸質量。
[0019] 為更精確地衡量鏈路質量，L2MPM協議設定RQ值由最近n次接收到的Hello包總 的RQ值進行平均計算得到，其中n為RQ-GLOBAL-WINDOW-SIZE，在L2MPM協議中默認為5。 在有多個通往該目的地址路徑的本地鄰居節點中，根據各路徑的RQ值，選取RQ值最高者， 進行數據傳輸。
[0020] 現有的L2MPM協議中RQ值通過最近n次收到的Hello包的RQ值做平均（n是全 局窗口，默認是5)，對于丟失的Hello包，協議默認將其RQ值置零，而在計算平均值的時候 過濾掉零值，因此丟包之后生成的零值并不參與RQ平均值的計算，在Hello包沒有達到全 局窗口之前，丟包的RQ值不會對平均值產生影響，將導致當某條鏈路斷開后，要等待全局 窗口為空時才會切換到另一條鏈路。因此RQ值不能實時反映通信鏈路質量。
[0021] L2MPM中Hello包默認廣播間隔為 1 秒，即Hello-BROADCAST-INTERVAL=ls，默 認清理的路由協議清理間隔時間為200s，即PURGE-TMEOUT= 200s。
[0022] 綜上所述，現有技術存在以下缺點：網絡收斂速度較慢，影響路由策略的快速更 新，難以短時間排除網絡設備故障等因素對網絡性能的影響。
【發明內容】
[0023] 為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明的目的是提供無線局域網中基于鏈 路質量更新的路由故障恢復方法，其可以提高無線網絡的多跳傳輸性能和網絡的健壯性， 減少網絡故障造成的損失，以達到盡快恢復網絡。
[0024] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種無線局域網中基于鏈路質量 更新的路由故障恢復方法包括以下內容：
[0025]A:通過縮短Hello包的廣播間隔，增加廣播頻率；
[0026] B :通過減小清理時間間隔，加速源節點列表更新；
[0027]C :對鏈路質量RQ值進行改善，加快收斂速度。
[0028] 優選的技術方案，所述對鏈路質量RQ值進行改善的過程包括以下步驟：
[0029] 步驟S1，鏈路RQ平均值的優化：若某節點未收到經由其鄰節點的Hello包時，將 該節點的RQ值設置為" 1"，且在計算該鏈路RQ值時，該節點未收到的Hel1〇包RQ值參與平 均值計算。
[0030] 進一步優選的技術方案，所述對鏈路質量RQ值進行改善的過程還包括步驟S2 :
[0031]設置一個信號強度的門限值SNR，當某節點通過其鄰節點收到來自某源節點的 Hello包時，提取其鄰節點發出的信號強度snrt，并通過下式計算RQ的懲罰值
【主權項】
1. 一種無線局域網中基于鏈路質量更新的路由故障恢復方法，其特征在于，其包括以 下內容： 通過縮短Hello包的廣播間隔，增加廣播頻率； 通過減小清理時間間隔，加速源節點列表更新； 對鏈路質量RQ值進行改善，加快收斂速度。
2. 根據權利要求1所述的一種無線局域網中基于鏈路質量更新的路由故障恢復方法， 其特征在于，所述對鏈路質量RQ值進行改善的過程包括以下步驟： 步驟S1，鏈路RQ平均值的優化：若某節點未收到經由其鄰節點的Hello包時，將該節 點的RQ值設置為" 1"，且在計算該鏈路RQ值時，該節點未收到的Hel1〇包RQ值參與平均值 計算。
3. 根據權利要求2所述的一種無線局域網中基于鏈路質量更新的路由故障恢復方法， 其特征在于，所述對鏈路質量RQ值進行改善的過程還包括步驟S2 : 設置一個信號強度的門限值SNR，當某節點通過其鄰節點收到來自某源節點的Hello包時，提取其鄰節點發出的信號強度snrt，并通過下式計算RQ的懲罰值
其中RQtt為優化后的RQ值，RQ為原值。
4. 根據權利要求3所述的一種無線局域網中基于鏈路質量更新的路由故障恢復方法， 其特征在于，所述對鏈路質量RQ值進行改善的過程還包括步驟S3 :若某節點轉發性能下降 時，通過采集處理器使用率CPU、內存利用率MEM和網卡負載LOAD來優化RQ值，令per= CPU+MEM+LOAD，采用遲滯回路的方式加入兩個門限值PE&和PERh; 設某一刻t節點的性能為pert， 當pert〈PERL時，
當pert>PERH時，
其中，RQ#為更新后的RQ值。
【專利摘要】本發明公開了一種無線局域網中基于鏈路質量更新的路由故障恢復方法,其一種無線局域網中基于鏈路質量更新的路由故障恢復方法,其特征在于，其包括以下內容：通過縮短Hello包的廣播間隔，增加廣播頻率；通過減小清理時間間隔，加速源節點列表更新；對鏈路質量RQ值進行改善，加快收斂速度。本發明結合縮短Hello包的廣播間隔，增加廣播頻率，路由表更新間隔及RQ值的優化策略，使得該協議縮短了節點發生故障時網絡重新收斂的時間，進一步增強了網絡的健壯性。
【IPC分類】H04W40-24, H04W24-04
【公開號】CN104618945
【申請號】CN201510004730
【發明人】劉乃安, 王在剛, 陳晨, 郭峰, 但漢鑫, 杜軍鋒
【申請人】劉乃安, 陳晨
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月6日