多射频多信道无线Mesh网络路由选择方法

摘要

本发明提出了多射频多信道无线Mesh网络路由选择方法。所述方法首先对链路上的期望传输时延进行改进，认定其由等待时间和传输时间两部分组成；然后引入负载尺度的概念，与期望传输时延共同构成路由判据LIBATD，并通过设置权重因子来均衡负载尺度及期望传输时延两者在路由选择时的重要性；最后将LIBATD与蚁群算法相结合，提出了转移概率、信息素更新和启发因子更新的方法。本发明以瓶颈传输时延和链路负载作为路由判据，与以跳数作为路由判据的传统方法相比，更能体现多射频多信道无线Mesh网络的特点，且本方法非常简单、易于实现，具有很好的应用前景。

主权项

1.多射频多信道无线Mesh网络路由选择方法，其特征在于，所述方法具体过程如下：步骤A，确定路由判据LIBATD：$\mathrm{LIBATD}\left(p\right)={\lambda }_d\times (d_{\max }-\max \left(\mathrm{LETD}\right))+{\lambda }_N\underset{e_{\mathrm{ij}}\in p}{\Sigma }(N_{\max }-N_{e_{\mathrm{ij}}})$LETD≤d_max$N_{e_{\mathrm{ij}}}\le N_{\max }$其中，p表示路径，d_max表示最大可容忍时延，N_max表示链路最大可容忍负载，表示链路上的负载尺度；λ_d表示期望传输时延的权重因子，λ_N表示链路负载尺度的权重因子；e_ij表示节点i到节点j的链路；i、j是节点标号，为自然数；max(LETD)表示该路径上的瓶颈时延，LETD是期望传输时延，其数学表达式为：$\mathrm{LETD}=\underset{e_{\mathrm{ab}}\in I\left(e_{\mathrm{ij}}\right)}{\Sigma }{\mathrm{ETT}}_{e_{\mathrm{ab}}}+{\mathrm{ETT}}_{e_{\mathrm{ij}}}$其中I(e_ij)表示对链路e_ij产生干扰的所有链路的集合，e_ab是集合I(e_ij)中的元素，表示节点a到节点b的链路，a,b是节点标号，为自然数；表示数据在链路e_ab上传输的期望传输时间，表示数据在链路e_ij上传输的期望传输时间；步骤B，将路由判据LIBATD与蚁群优化算法相结合，得到数据从节点i转移到下一跳节点j的概率公式P(i,j)：$P(i,j)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{{\left({\tau }_{\mathrm{ij}}\right)}^{\alpha }{\left({\eta }_{\mathrm{ij}}\right)}^{\beta }}{\underset{k\in {\mathrm{ANS}}_n\left(i\right)}{\Sigma }{\left({\tau }_{\mathrm{ik}}\right)}^{\alpha }{\left({\eta }_{\mathrm{ik}}\right)}^{\beta }}& \mathrm{ifj}\in {\mathrm{ANS}}_n\left(i\right)\\ 0& \mathrm{else}\end{array}\right.$其中，τ_ij,τ_ik分别表示链路e_ij和e_ik上的信息素值，η_ij,η_ik表示链路e_ij,e_ik上的启发因子，参数α和β分别表示信息素和启发因子的重要程度，ANS_n(i)表示蚂蚁在当前节点i的下一跳节点的集合；k是节点编号，为自然数；信息素τ_ij的更新方法为：τ_ij←(1-ρ)τ_ij+Δτ_ij其中，0≤ρ≤1为信息素挥发因子，Δτ_ij表示人工蚂蚁从节点i移动到节点j后链路e_ij上的信息素增量，Δτ_ij的计算方法为：${\mathrm{\Delta \tau }}_{\mathrm{ij}}={\lambda }_d(d_{\max }-\max \left(\mathrm{LETD}\right))+{\lambda }_N(N_{\max }-\frac{N_p}{\left|p\right|})$启发因子η_ij的更新方法为：${\eta }_{\mathrm{ij}}={\lambda }_d(d_{\max }-\mathrm{LETD})+{\lambda }_N(N_{\max }-N_{e_{\mathrm{ij}}})$其中，|p|表示路径p所包含的链路数，N_p表示路径p所包含的链路的负载之和。