專利名稱：用于具有損鏈路的無線自組織網(wǎng)絡(luò)的前瞻性概率統(tǒng)計路由選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容一般涉及無線技術(shù)，更具體地涉及用于無線自組織網(wǎng)絡(luò)的前瞻性 (forward-looking)概率統(tǒng)計路由選擇。
背景技術(shù)：
除非本文中另有表示，否則，在此部分中描述的方法不是相對于本申請中的權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)，并且并不由于包括在此部分中而被認為是現(xiàn)有技術(shù)。無線自組織網(wǎng)絡(luò)是通過無線通信鏈路(下文中簡單地稱為“鏈路”)連接的計算機和設(shè)備(下文中簡單地稱為“節(jié)點”)的網(wǎng)絡(luò)。由于每條鏈路具有有限的通信范圍，一些節(jié)點不能直接進行通信，所以這些節(jié)點通過一個或更多個協(xié)作中間節(jié)點彼此轉(zhuǎn)發(fā)分組。源節(jié)點向能與源節(jié)點直接通信的相鄰節(jié)點發(fā)射分組。該相鄰節(jié)點又將該分組發(fā)送給其相鄰的節(jié)點中的一個節(jié)點，等等，直到該分組被發(fā)射到目的節(jié)點。傳輸分組的每條鏈路稱為跳(hop)， 并且分組從源節(jié)點傳播到目的節(jié)點的鏈路集稱為路線或路徑。通過在無線自組織多跳網(wǎng)絡(luò)上運行路由選擇協(xié)議來確定路線?？梢曰诠?jié)點可得到的局部信息在每個節(jié)點處個別地確定路線?？梢允褂脭?shù)字分組無線電設(shè)備實現(xiàn)鏈路。由于便宜的無線電設(shè)備的使用以及對于無線自組織網(wǎng)絡(luò)的低成本和低功率的需要，鏈路可能有損耗。因此，所需要的是適合于具有損鏈路的無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由選擇協(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容的一些實施方式可以一般涉及一種用于無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點使用路由選擇協(xié)議來轉(zhuǎn)發(fā)分組的方法。示例方法可以包括從其他節(jié)點接收分組、在路由選擇協(xié)議的前向前進(progress)模式下工作、以及向選擇的相鄰節(jié)點發(fā)送分組。在路由選擇協(xié)議的前向前進模式下工作可以進一步包括識別相鄰節(jié)點；以及，針對每個識別的相鄰節(jié)點進行一些操作。一些示例操作可以包括基于從節(jié)點到識別的相鄰節(jié)點的直接跳來確定前進值；基于從識別的相鄰節(jié)點向目的節(jié)點的任意隨后的跳來確定前景(prospect)值；基于前進值和前景值中的一個或更多個值來針對識別的相鄰節(jié)點識別路由選擇目標(biāo)函數(shù)值；以及，基于識別的路由選擇目標(biāo)函數(shù)值選擇識別的相鄰節(jié)點中的一個識別的相鄰節(jié)點作為選擇的相鄰節(jié)點。本公開內(nèi)容的另外的實施方式可以一般涉及一種針對包括節(jié)點的無線網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇協(xié)議確定路由選擇目標(biāo)函數(shù)的方法。示例方法可以包括從無線網(wǎng)絡(luò)收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)；以及，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)建立無線網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計模型。示例方法也可以包括根據(jù)統(tǒng)計模型識別表示路由選擇質(zhì)量的一個或更多個特性；以及，應(yīng)用統(tǒng)計分析來選擇表示路由選擇質(zhì)量的識別的特性中的一個或更多個特性。示例方法可以進一步包括基于選擇的特性應(yīng)用統(tǒng)計分析來識別路由選擇目標(biāo)函數(shù)；以及，將識別的路由選擇目標(biāo)函數(shù)保存到無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，其中，無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點使用路由選擇目標(biāo)函數(shù)來向彼此發(fā)送分組。本公開內(nèi)容的一些實施方式可以一般涉及一種編碼有用于無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點使用路由選擇協(xié)議來轉(zhuǎn)發(fā)分組的計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介質(zhì)。當(dāng)節(jié)點執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令時，節(jié)點被配置成從其他節(jié)點接收分組；在路由選擇協(xié)議的前向前進模式下工作；以及，向選擇的相鄰節(jié)點發(fā)送分組。在路由選擇協(xié)議的前向前進模式下工作可以進一步包括識別相鄰節(jié)點；以及，針對每個識別的相鄰節(jié)點進行一些操作。一些示例操作可以包括基于從節(jié)點到識別的相鄰節(jié)點的直接跳來確定前進值；基于從識別的相鄰節(jié)點向目的節(jié)點的任意隨后的跳來確定前景值；基于前進值和前景值中的一個或更多個值來針對識別的相鄰節(jié)點識別路由選擇目標(biāo)函數(shù)值；以及，基于識別的路由選擇目標(biāo)函數(shù)值來選擇識別的相鄰節(jié)點中的一個識別的相鄰節(jié)點作為選擇的相鄰節(jié)點。以上發(fā)明內(nèi)容僅是說明性的，并不意在以任何方式限制。除了以上描述的說明性的方面、實施方式和特征之外，通過參照附圖和以下詳細描述，另外的方面、實施方式和特征將變得明顯。


結(jié)合附圖、根據(jù)以下描述和所附權(quán)利要求，本公開內(nèi)容的以上和其他特征將變得更加十分明顯。要理解，這些附圖僅描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的若干實施方式，從而，這些附圖不被認為是限制本公開內(nèi)容的范圍，將通過使用附圖利用另外的特征和細節(jié)描述本公開內(nèi)容。圖中圖1示出了利用前瞻性概率統(tǒng)計路由選擇(FPSR)協(xié)議的無線自組織網(wǎng)絡(luò)；圖2是對用于圖1的無線網(wǎng)絡(luò)的FPSR協(xié)議的路由選擇目標(biāo)函數(shù)(ROF)進行確定的方法的流程圖；圖3是基于示例經(jīng)驗數(shù)據(jù)的、作為發(fā)送節(jié)點與接收節(jié)點之間的幾何距離的函數(shù)的、從發(fā)送節(jié)點到接收節(jié)點的鏈路的接收率的散布圖；圖4是基于示例經(jīng)驗數(shù)據(jù)的、將前向鏈路的接收率映射到反向鏈路的接收率的函數(shù)的單調(diào)核估計的圖；圖5和圖6分別是基于示例經(jīng)驗數(shù)據(jù)的、節(jié)點中的發(fā)射機和接收機的分類的相對品質(zhì)的圖；圖7示出了在兩個節(jié)點之間發(fā)送分組的復(fù)合接收率的示例；圖8是基于示例經(jīng)驗數(shù)據(jù)的、作為源節(jié)點與目的節(jié)點之間的幾何距離的函數(shù)的、 從源節(jié)點到目的節(jié)點的最小成本路徑的估計的成本的圖；圖9是與歸一化的前進和歸一化的前景的變化相對的相鄰節(jié)點的ROF水平集的圖；圖10是圖9的ROF水平集在統(tǒng)計處理之后的圖；圖11是用于當(dāng)前節(jié)點η。執(zhí)行FPSR協(xié)議以確定用于轉(zhuǎn)發(fā)分組的具有最佳ROF值的相鄰節(jié)點的方法的流程圖；圖12示出了對用于逃避局部最小值的概率方法進行概述的算法的偽代碼；圖13是用于實現(xiàn)圖12的算法的方法的流程圖14示出了用于實現(xiàn)FPSR協(xié)議的一個或更多個實施方式的示例節(jié)點；以及圖15是示出了完全根據(jù)本公開內(nèi)容的至少一些實施方式布置的用于圖14的節(jié)點的計算機程序產(chǎn)品的框圖。
具體實施例方式在以下詳細描述中，參照構(gòu)成本文的一部分的附圖。在附圖中，除非上下文指定， 否則類似的符號表示類似的部件。詳細的描述、附圖和權(quán)利要求中所描述的說明性實施方式不是意在限制。在不偏離在此呈現(xiàn)的主題內(nèi)容的精神或范圍的情況下，可以利用其他實施方式，并且可以進行其他變化。將容易理解，如在本文中一般描述以及在圖中示出的，本公開內(nèi)容的方面可以按照多種不同配置來布置、置換、組合和設(shè)計，所有這些都被明確地理解并構(gòu)成本公開內(nèi)容的一部分。本公開內(nèi)容尤其關(guān)注與用于具有有損鏈路的無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由選擇協(xié)議有關(guān)的方法、裝置、計算機程序和系統(tǒng)。本公開內(nèi)容的實施方式一般涉及一種用于基于統(tǒng)計建模和評估來設(shè)計用于無線網(wǎng)絡(luò)的局部路由選擇協(xié)議的方法。一個示例性局部路由選擇協(xié)議是前瞻性概率統(tǒng)計路由選擇(FPSR)協(xié)議。FPSR協(xié)議可以考慮到網(wǎng)絡(luò)中的有損鏈路的特性和影響。FPSR協(xié)議可以是前瞻性的，這是由于FPSR協(xié)議可以考慮到以從當(dāng)前節(jié)點到相鄰節(jié)點的直接跳的方式進行的朝向目的節(jié)點的“前進”和根據(jù)在直接跳之后朝向目的節(jié)點的隨后的跳的“前景”。換句話說，前進可以表示總的路由的估計成本，而前景可以表示直接節(jié)點選擇的估計成本?？梢詫⑶斑M定義為從當(dāng)前節(jié)點到相鄰節(jié)點的局部估計成本與從相鄰節(jié)點到目的節(jié)點的全局估計成本的和。在一個或更多個實施方式中，前景可以基于從相鄰節(jié)點的下一跳的估計的鏈路品質(zhì)，該估計的鏈路品質(zhì)可以基于相鄰節(jié)點相對于其相鄰節(jié)點的相對鏈路品質(zhì)?？梢允褂没谇斑M和前景的路由選擇目標(biāo)函數(shù)(ROF)來估計每個相鄰節(jié)點。FPSR協(xié)議可以是統(tǒng)計學(xué)的，這是由于前進和前景可以是統(tǒng)計測量。FPSR協(xié)議可以是概率的，這是由于FPSR協(xié)議可以使用概率機制來檢測以及逃避路由選擇中的局部最小值(即，不具有比自己更接近于目的節(jié)點的相鄰節(jié)點的任意相鄰節(jié)點)。圖1示出了在本公開內(nèi)容的一個或更多個實施方式中利用FPSR協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò) 100。無線網(wǎng)絡(luò)100包括節(jié)點na、nb、I^njPnst5FPSR協(xié)議是可以在每個節(jié)點處局部執(zhí)行以確定從源節(jié)點到目的節(jié)點的路由中的下一跳的分布式路由選擇算法。在本公開內(nèi)容的自始至終的運行示例中，可以在當(dāng)前節(jié)點 nc的上下文中說明FPSR協(xié)議，該當(dāng)前節(jié)點η。確定其相鄰節(jié)點na和nb中的哪個轉(zhuǎn)送如下分組該分組起源于源節(jié)點ns并可以以目的節(jié)點nd為目的地?？商娲兀?dāng)前節(jié)點η。本身可以為目的節(jié)點nd發(fā)送分組。節(jié)點na、nb、nc和ns可以是無線傳感器、蜂窩電話、便攜式電腦、計算機、手持計算設(shè)備和其他的無線設(shè)備。目的節(jié)點nd可以是到外部互聯(lián)網(wǎng)的平穩(wěn)(stationary)網(wǎng)關(guān)。當(dāng)前節(jié)點η?？梢园ㄌ炀€102、數(shù)字分組無線電設(shè)備104、處理器106和用于存儲FPSR協(xié)議的內(nèi)存108。處理器106可以執(zhí)行來自內(nèi)存108的FPSR協(xié)議，并可以配置成利用具有天線 102的數(shù)字分組無線電設(shè)備104來向/從其他節(jié)點發(fā)送/接收分組。數(shù)字分組無線電設(shè)備 104可以包括獨立的發(fā)射機和接收機、或結(jié)合發(fā)射機功能和接收機功能的收發(fā)機。為了簡單，未示出當(dāng)前節(jié)點η。的其他硬件部件和軟件部件?？梢园凑债?dāng)前節(jié)點η。類似地配置節(jié)點 na、nb、nd和ns。下文中使用的節(jié)點Iii表示任意節(jié)點?？梢詢?yōu)化FPSR協(xié)議以使用最少量的傳輸(包括重新傳輸)來將分組從當(dāng)前節(jié)點nc 傳送至目的節(jié)點nd。FPSR協(xié)議可以具有小狀態(tài)(small state)路由選擇策略，其中，每個節(jié)點可以利用局部可得到的信息來選擇其相鄰節(jié)點中的一個相鄰節(jié)點作為發(fā)送分組的下一節(jié)點。局部可得到的信息可以包括以下內(nèi)容中的一個或更多個節(jié)點及其相鄰節(jié)點的二維定位、節(jié)點與其相鄰節(jié)點之間的鏈路(前向鏈路和反向鏈路)的前向接收率和反向接收率、 該相鄰節(jié)點與其相鄰節(jié)點之間的鏈路的前向接收率和反向接收率、和/或目的地的二維定位。圖2是用于設(shè)計用于本公開內(nèi)容的一個或更多個實施方式中的無線網(wǎng)絡(luò)100的 FPSR協(xié)議的方法200的流程圖。方法200包括用塊202、204、206、208、210、212、214、216和 /或218示出的一個或更多個操作、功能或動作?？梢栽谟嬎銠C的協(xié)助下實現(xiàn)方法200。用于方法200的處理可以在塊202處開始，其中，該方法可以從無線網(wǎng)絡(luò)收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)。接著到塊204，該方法可以建立無線網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合鏈路模型以適應(yīng)收集的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 處理可以在塊206處繼續(xù)，其中，該方法可以根據(jù)復(fù)合鏈路模型識別相鄰節(jié)點的一個或更多個幾何特性，其中識別的幾何特性可以增大相鄰節(jié)點在從當(dāng)前節(jié)點向目的節(jié)點的最小成本路徑上的可能性。處理可以進行到塊208，其中，該方法可以識別復(fù)合鏈路模型中的相鄰節(jié)點的一個或更多個星座特性(constellation property)，其中識別的星座特性可以增大相鄰節(jié)點在從當(dāng)前節(jié)點向目的節(jié)點的最小成本路徑上的可能性。該方法可以在塊210處繼續(xù)，其中，該方法可以識別復(fù)合鏈路模型中從當(dāng)前節(jié)點到相鄰節(jié)點的鏈路的一個或更多個通信特性，其中識別的通信特性可以增大相鄰節(jié)點在從當(dāng)前節(jié)點向目的節(jié)點的最小成本路徑上的可能性。接著到塊212，該方法可以對識別的特性應(yīng)用統(tǒng)計分析以選擇可以適合引導(dǎo)路由選擇的那些特性。接著到塊214，該方法可以根據(jù)選擇的特性定義歸一化的前進和歸一化的前景。接著到塊216，該方法可以應(yīng)用統(tǒng)計分析來定義作為歸一化的前進和歸一化的前景的函數(shù)的路由選擇目標(biāo)函數(shù)(ROF)。接著到塊218，該方法可以將用于使用ROF的局部路由選擇的信息保存到無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。塊218之后可以是塊202，其中，可以重復(fù)方法 200。在塊202中，可以如下地從無線網(wǎng)絡(luò)100收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)。每個節(jié)點可以適于以循環(huán)形式廣播探測分組。無線網(wǎng)絡(luò)100中的每個節(jié)點可以被配置成記錄接收到的探測分組。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，可以對從發(fā)送節(jié)點到接收節(jié)點的每個鏈路的接收率和發(fā)送節(jié)點與接收節(jié)點之間的幾何距離進行確定。可以在一段時間內(nèi)或不斷地收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)?？梢允褂脤W(xué)習(xí)試驗方法，其中，可以收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)直到每個鏈路的接收率已被定成相容值(consistent value) 為止?？梢灾芷谛缘厥占?jīng)驗數(shù)據(jù)的較小樣本，以確定是否每個鏈路的接收率與其先前值保持相容。如果否，就可以收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)直到每個鏈路的接收率已被定成相容值為止。如果已經(jīng)運行無線網(wǎng)絡(luò)，就可以按照以下方式收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)。由于具有到相鄰節(jié)點的較好鏈路的節(jié)點(例如具有高接收率)更有可能被用在任意路由選擇協(xié)議中，所以具有到相鄰節(jié)點的較好鏈路的節(jié)點為了收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)較經(jīng)常地發(fā)射信號，這樣，可以使用充分的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對其進行良好建模。此外，具有難以建模的鏈路(例如，鏈路具有高時間變異性)的節(jié)點可以較經(jīng)常地發(fā)射信號，這樣，可以使用充分的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對具有難以建模的鏈
9路的節(jié)點進行良好建模。而且，具有許多相鄰節(jié)點的節(jié)點可以較經(jīng)常地發(fā)射信號，這樣，可以使用充分的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對許多鏈路進行良好建模。塊202之后可以是塊204。在塊204中，可以如下地建立無線網(wǎng)絡(luò)100的各種鏈路模型以適應(yīng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者/操作者或軟件程序，如使用機器學(xué)習(xí)軟件工具的人，可以建立統(tǒng)計模型。可以研究無線網(wǎng)絡(luò)100的統(tǒng)計模型以確定可以用于路由選擇的特性。統(tǒng)計模型可以是鏈路模型、 無線電模型、信道模型、流量模型、位置模型和它們的任意組合?？梢允褂靡粋€或更多個鏈路模型來確定前進，且可以使用一個或更多個無線電模型來確定前景。在本公開內(nèi)容的一個或更多個實施方式中，無線網(wǎng)絡(luò)100的鏈路模型可以包括一個或更多個頻率鏈路模型， 該頻率鏈路模型包括但不限于(i)單鏈路模型、(ii)前向和反向鏈路模型和/或(iii)單位距離平均成本模型中的一個或更多個。在本公開內(nèi)容的一個或更多個實施方式中，無線網(wǎng)絡(luò)100的無線電模型可以包括一個或更多個頻率無線電模型，該頻率無線電模型包括但不限于收發(fā)質(zhì)量(speaking and listening qualities)模型。稍后在方法200之后描述這些模型。在塊204中，也可以定義成本度量。如以下描述的，成本度量可以關(guān)于能量、帶寬和等待時間對發(fā)送單分組的成本進行量化。在無線網(wǎng)絡(luò)100中的底層通信協(xié)議中，發(fā)送節(jié)點(后文“節(jié)點nA”)可以適于向接收節(jié)點(后文“節(jié)點nB”)發(fā)送分組并等待接收來自節(jié)點nB的確認分組。該等待時間間隔可以比節(jié)點nB接收分組并將確認發(fā)回節(jié)點\所需要的時間長幾倍。如果節(jié)點nA在等待時間間隔期滿之后沒有收到來自節(jié)點nB的確認，則節(jié)點nA 就可以向節(jié)點nB重新發(fā)送分組?？梢源嬖趶墓?jié)點nA的發(fā)射機到節(jié)點nB的接收機的具有估計的前向接收率Pab的前向鏈路、以及從節(jié)點nB的發(fā)射機到節(jié)點nA處的接收機的具有估計的反向接收率Pba的反向鏈路?？梢约僭O(shè)兩個相繼傳輸之間不相關(guān)。節(jié)點nB成功收到從節(jié)點％到節(jié)點&的分組所需要的該分組的估計傳輸次數(shù)可以表達為1/Pab。節(jié)點nA收到來自節(jié)點 的作為答復(fù)的確認所需要的從節(jié)點nA到節(jié)點nB的分組的估計傳輸次數(shù)可以用FRab表示并可以如下定義。
權(quán)利要求
1.一種用于無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點使用路由選擇協(xié)議來轉(zhuǎn)發(fā)分組的方法，所述方法包括 從其他節(jié)點接收所述分組；以及在所述路由選擇協(xié)議的前向前進模式下工作，包括 識別相鄰節(jié)點，針對每個識別的相鄰節(jié)點 基于從所述節(jié)點到所述識別的相鄰節(jié)點的直接跳來確定前進值； 基于從所述識別的相鄰節(jié)點向目的節(jié)點的任意隨后的跳來確定前景值；以及基于所述前進值和所述前景值中的一個或更多個值來針對所述識別的相鄰節(jié)點識別路由選擇目標(biāo)函數(shù)值；基于識別的路由選擇目標(biāo)函數(shù)值選擇所述識別的相鄰節(jié)點中的一個作為選擇的相鄰節(jié)點；以及向所述選擇的相鄰節(jié)點發(fā)送所述分組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述前進值包括確定從所述節(jié)點向所述識別的相鄰節(jié)點發(fā)送所述分組的第一預(yù)期成本； 確定從所述識別的相鄰節(jié)點向所述目的節(jié)點發(fā)送所述分組的第二預(yù)期成本；以及對所述第一預(yù)期成本和所述第二預(yù)期成本求和。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定所述第一預(yù)期成本包括 將所述第一預(yù)期成本確定為Ca，其中，Cci被給出為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定所述第二預(yù)期成本包括基于從所述無線網(wǎng)絡(luò)收集的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定從所述識別的相鄰節(jié)點到所述目的節(jié)點的平均預(yù)期成本。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述前景值包括確定所述識別的相鄰節(jié)點的相鄰節(jié)點是否提供比所述識別的相鄰節(jié)點提供的向所述目的節(jié)點的前進速率快預(yù)定量的向所述目的節(jié)點的前進速率；當(dāng)所述識別的相鄰節(jié)點的相鄰節(jié)點提供比所述識別的相鄰節(jié)點提供的向所述目的節(jié)點的前進速率快所述預(yù)定量的向所述目的節(jié)點的前進速率時，將所述前景值設(shè)置為等于所述識別的相鄰節(jié)點的發(fā)射機品質(zhì)值，所述識別的相鄰節(jié)點的所述發(fā)射機品質(zhì)值基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)；以及當(dāng)所述識別的相鄰節(jié)點的相鄰節(jié)點沒有提供比所述識別的相鄰節(jié)點提供的向所述目的節(jié)點的前進速率快所述預(yù)定量的向所述目的節(jié)點的前進速率時，將所述前景值設(shè)置為等于零。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括 分析所述分組以確定總的路由選擇時間；以及當(dāng)確定所述總的路由選擇時間大于最大路由選擇時間時 撤銷給所述目的節(jié)點的所述分組；以及向所述分組的源節(jié)點發(fā)送其他分組，所述其他分組表示已撤銷所述分組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括 分析所述分組以確定總的路由選擇時間；以及禾IJ用概率函數(shù)增加所述總的路由選擇時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括分析所述分組以識別總的路由選擇時間、當(dāng)前逃避時間以及所述路由選擇協(xié)議的模式中的一個或更多個，其中，所述路由選擇協(xié)議的模式是所述前向前進模式或逃避模式；當(dāng)所述分組識別有所述前向前進模式時，使所述路由選擇協(xié)議適于在所述前向前進模式下工作；當(dāng)所述分組識別有所述逃避模式時，使所述路由選擇協(xié)議適于在所述逃避模式下工作，所述逃避模式包括增加所述分組中的所述總的路由選擇時間和所述當(dāng)前逃避時間； 確定虛擬目的節(jié)點；以及基于所述識別的相鄰節(jié)點的針對所述虛擬目的節(jié)點的路由選擇目標(biāo)函數(shù)值，向所述識別的相鄰節(jié)點中的一個發(fā)送所述分組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，通過概率函數(shù)增加所述當(dāng)前逃避時間和所述總的路由選擇時間的持續(xù)時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述路由選擇協(xié)議的所述逃避模式進一步包括確定所述當(dāng)前逃避時間是否大于最大逃避時間；以及當(dāng)確定所述當(dāng)前逃避時間大于所述最大逃避時間時，將記錄在所述分組中的所述路由選擇協(xié)議的模式變化成所述路由選擇協(xié)議的所述前向前進模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述前向前進模式進一步包括 確定所述選擇的相鄰節(jié)點是否是所述其他節(jié)點；當(dāng)所述選擇的相鄰節(jié)點是所述其他節(jié)點時將記錄在所述分組中的所述路由選擇協(xié)議的模式變化成所述路由選擇協(xié)議的所述逃避模式；以及使所述路由選擇協(xié)議適于在所述逃避模式下工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定所述虛擬目的節(jié)點包括將所述虛擬目的節(jié)點放置在與所述節(jié)點相距與從所述節(jié)點到所述目的節(jié)點的距離相等的距離處；以及將所述虛擬目的節(jié)點放置成與在所述節(jié)點與所述目的節(jié)點之間限定的線成角度，其中，所述角度基于所述總的路由選擇時間。
13.—種針對包括節(jié)點的無線網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇協(xié)議確定路由選擇目標(biāo)函數(shù)的方法， 所述方法包括從所述無線網(wǎng)絡(luò)收集經(jīng)驗數(shù)據(jù)；根據(jù)所述經(jīng)驗數(shù)據(jù)建立所述無線網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計模型；根據(jù)所述統(tǒng)計模型識別表示路由選擇質(zhì)量的一個或更多個特性；應(yīng)用統(tǒng)計分析來選擇表示路由選擇質(zhì)量的識別的特性中的一個或更多個特性；基于選擇的特性應(yīng)用統(tǒng)計分析來識別路由選擇目標(biāo)函數(shù)；以及將識別的路由選擇目標(biāo)函數(shù)保存到所述無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，其中，所述無線網(wǎng)絡(luò)中的所述節(jié)點使用所述路由選擇目標(biāo)函數(shù)來向彼此發(fā)送分組。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括根據(jù)所述經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定接收率、自相關(guān)值或互相關(guān)值中的一個或更多個。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述統(tǒng)計模型是鏈路模型、信道模型、無線電模型、流量模型、位置模型、以及兩個或更多個上述模型的組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，建立的所述鏈路模型是頻率鏈路模型、時間鏈路模型或者頻率-時間鏈路模型。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，表示路由選擇質(zhì)量的特性包括相鄰節(jié)點的幾何特性，所述幾何特性包括所述相鄰節(jié)點的位置坐標(biāo)、距目的地的距離的減小、歸一化的未開拓區(qū)域或者加權(quán)的未開拓區(qū)域中的一個或更多個。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，表示路由選擇質(zhì)量的特性包括相鄰節(jié)點的星座特性，所述星座特性包括發(fā)送節(jié)點與相鄰節(jié)點之間的公共相鄰節(jié)點的數(shù)目、所述公共相鄰節(jié)點距目的地的距離、和/或所述公共相鄰節(jié)點的歸一化的未開拓區(qū)域中的一個或更多個。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，表示路由選擇質(zhì)量的特性包括發(fā)送器節(jié)點與相鄰節(jié)點之間的鏈路的通信特性中的一個或更多個特性，所述通信特性包括雙向鏈路成本、所述相鄰節(jié)點的發(fā)質(zhì)量、和/或所述相鄰節(jié)點的收質(zhì)量。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，應(yīng)用統(tǒng)計分析來選擇表示路由選擇質(zhì)量的識別的特性中的一個或更多個特性包括針對所述識別的特性中的每個運行仿真；以及，基于所述仿真的結(jié)果建立統(tǒng)計模型，以根據(jù)每個識別的特性或一致性測量來預(yù)測路由選擇質(zhì)量。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，基于選擇的特性應(yīng)用統(tǒng)計分析來識別路由選擇目標(biāo)函數(shù)包括針對所述路由選擇目標(biāo)函數(shù)運行仿真；以及，基于所述仿真的結(jié)果建立統(tǒng)計模型，以預(yù)測所述路由選擇目標(biāo)函數(shù)的路由選擇質(zhì)量。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括基于所述經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定每單位距離的平均預(yù)期成本；以及將所述每單位距離的平均預(yù)期成本保存到所述無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。
23.一種編碼有計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令用于無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點使用路由選擇協(xié)議來轉(zhuǎn)發(fā)分組，所述指令包括從其他節(jié)點接收所述分組；以及在所述路由選擇協(xié)議的前向前進模式下工作，包括 識別相鄰節(jié)點，針對每個識別的相鄰節(jié)點 基于從所述節(jié)點到所述識別的相鄰節(jié)點的直接跳來確定前進值； 基于從所述識別的相鄰節(jié)點向目的節(jié)點的任意隨后的跳來確定前景值；以及基于所述前進值和所述前景值中的一個或更多個值來針對所述識別的相鄰節(jié)點識別路由選擇目標(biāo)函數(shù)值；基于識別的路由選擇目標(biāo)函數(shù)值，選擇所述識別的相鄰節(jié)點中的一個作為選擇的相鄰節(jié)點；以及向所述選擇的相鄰節(jié)點發(fā)送所述分組。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，所述指令進一步包括分析所述分組以識別總的路由選擇時間、當(dāng)前逃避時間以及所述路由選擇協(xié)議的模式中的一個或更多個，其中，所述路由選擇協(xié)議的模式是所述前向前進模式或逃避模式；當(dāng)所述分組識別有所述前向前進模式時，使所述路由選擇協(xié)議適于在所述前向前進模式下工作；當(dāng)所述分組識別有所述逃避模式時，使所述路由選擇協(xié)議適于在所述逃避模式下工作，所述逃避模式包括增加所述分組中的所述總的路由選擇時間和所述當(dāng)前逃避時間；確定虛擬目的節(jié)點；以及基于所述識別的相鄰節(jié)點的針對所述虛擬目的節(jié)點的路由選擇目標(biāo)函數(shù)值，向所述識別的相鄰節(jié)點中的一個發(fā)送所述分組。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，通過概率函數(shù)增加所述當(dāng)前逃避時間和所述總的路由選擇時間的持續(xù)時間。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，用于所述前向前進模式的所述指令進一步包括確定所述選擇的相鄰節(jié)點是否是所述其他節(jié)點；當(dāng)所述選擇的相鄰節(jié)點是所述其他節(jié)點時將記錄在所述分組中的所述路由選擇協(xié)議的模式變化成所述路由選擇協(xié)議的所述逃避模式；以及使所述路由選擇協(xié)議適于在所述逃避模式下工作。
全文摘要
一般描述了涉及局部路由選擇方法的技術(shù)，其中，可以對傳輸數(shù)目、每個節(jié)點的最大傳輸數(shù)目、有效帶寬、等待時間、總能耗、最大能耗、或無線網(wǎng)絡(luò)中的其他單獨目標(biāo)或復(fù)合目標(biāo)進行優(yōu)化。局部路由選擇方法可以使用將直接前進好處和費用與以后路由選擇特性和成本的基于統(tǒng)計的前瞻性估計相結(jié)合的度量。協(xié)議也可以使用概率的和確定的機制的組合來檢測并逃避局部最小值。
文檔編號H04W84/18GK102577266SQ201080035343
公開日2012年7月11日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者米奧德拉格·波特科尼亞克 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司