CN1750514B

CN1750514B - 使用加权的累计期望传输时间度量进行高质路由的系统和方法

Info

Publication number: CN1750514B
Application number: CN2005101098192A
Authority: CN
Inventors: B·D·兹尔; J·D·帕德海; 小R·P·德拉弗斯
Original assignee: Microsoft Corp
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2025-06-23
Also published as: DE602005006478D1; JP4672452B2; KR20060092811A; US20050286426A1; CN1750514A; KR101150011B1; US7616575B2; JP2006020302A; EP1617608A1; ATE394858T1; EP1617608B1

Abstract

使用加权累计的期望传输时间路径度量来连接质量路由的系统和方法。一种用于在特定网络里路由的系统，及一种在所述网络里用于测量路由的链路质量的方法，包括根据分组越过所述链路所期望的传输时间而对链路权值的分配，及将路由的单个链路权值合并成路径度量。所述路径解决使用共享信道的链路之间的干扰。在路径度量的计算中，当对非干扰链路的期望传输时间分开考虑时，彼此干扰的链路的期望传输时间增加。

Description

使用加权的累计期望传输时间度量进行高质路由的系统和方法

相关申请

本专利申请要求2004年6月23日申请的、申请号为60/582,360的美国临时专利申请为优先权，并引用在此作为参考。

技术领域

本发明一般地涉及计算机网络，尤其是涉及在多跳(multi-hop)无线网络里用于高质路由协议的度量。

背景技术

路由是指选择穿越计算机网络的一个路径的问题，消息将沿这个路径从源节点传输到目标节点。多跳特定(ad hoc)网络中的路由提出了特殊的挑战。特定网络是自组织网络，在这些网络里，节点共同地维持网络连通性。特定网络里的节点都装备了无线电收发器，诸如符合IEEE 802.11标准的网络接口卡。这些无线电收发装置允许在节点之间通信而不需要集中式网络管理机构或固定的网络基础结构。由于每个无线电收发装置都具有有限的有效范围，因而两个远距离的节点必须穿过多跳路径来通信。在这个路径中的中间节点通过转发分组来充当路由器。

无线共同体(community)“网状”网络是一种越来越重要的多跳无线网络，可用来提供到共同体的宽带英特网访问。在这些网络里，节点或是静止的或是最低限度可移动的，并且一般不依赖于电池电源。用于无线共同体网络的路由技术聚焦在提高网络容量或单独传输的性能上，而不是应付灵活性或使功率用量最小化。

次优的网络容量是与多跳无线网络相关的普遍问题。在这些网络里，随着跳跃数量的增加，吞吐量快速下降。在802.11网络里，这个原因部分是由于802.11MAC所固有的不公平，这个固有的不公平可以拖延多个跳跃上的分组流。此外，这些网络一般在每个节点上只使用了可用频谱的一小部分和单个无线电收发装置来发送和接收分组。

改善多跳无线网络网络容量的一个方法是为节点装备多于一个的无线电收发装置。这个解决方法具有几个优点。具有多个无线电收发装置的节点可以同时发送和接收。而且，具有两个无线电收发装置的节点可以同时在两个信道上发送，使得网络可以利用较大部分的频谱。此外，多个不同种类的无线电收发装置的使用可以提高耐用性、连通性和性能，所述不同种类的无线电收发装置在不同频带(例如在5Ghz的802.11a和在2.4Ghz的802.11b/g)上操作，具有不同带宽、波段(range)和衰减特性。最后，802.11网络接口卡是快速减价可用的现成商品元件。

用于多跳无线网络的大部分路由协议集中在选择具有最少中间跳数量的路径上。在这些网络里申请最短路径路由的缺点是非常公知的。选择最少跳数量的路径会导致差的性能，部分是因为这些路径通常在包括远距离节点之间缓慢的或者有损耗的衰减的无线链路。在具有多个无线电收发装置节点的网络里一般较差地执行最短路径路由技术。这些可通过以下两个示例来说明。第一，设定一个网络，其中每个节点都具有802.11a和802.11b无线电。通常802.11b无线电比802.11a无线电具有较长波段。因此，如果使用最短路径路由，那么该网络里的大量通信量将在较慢的802.11b链路上执行。现在假设该网络里的节点更换为具有两个802.11b无线电，一个转向信道1，另一个转向信道11。假设在这个网络里具有两跳(三个节点)。完整地穿越信道1或信道11的路径将比在两个不同信道上的两跳的路径的吞吐量差得多。因此选择不能保证跳是位于不同信道上的路径的最短路径算法将产生次优的性能。

基于链路高质的路由是最短路径路由的一个公知替换。研究人员已经提出了用于多跳无线网络的几个链路高质度量，但这些计划集中在具有同种的单一无线电节点的网络上。一个示例是在D.S.J.De Couto，D.Aguayo，J.Bicket，和R.Morris的“A High-Throughput Path Metric for Multi-Hop Wireless Routing，”ACMMOBICOM(2003年9月)中所描述的ETX度量，引用在此作为参考。ETX需要经过链路发送单路传送分组来测量期望的传输时间，该传送包括重发。所述路径度量是用于所述路径里每个链路的ETX值的总和。路由协议选择具有最小路径度量的路径。

回顾ETX对理解本发明在此公开的实施例是有用的。ETX的引出始于在向前和向后方向(分别用p_f和p_r表示)里潜在的分组丢失可能性的测量。首先，计算分组发送不成功的的可能性。对于发送成功的分组，所述802.11协议请求所述分组的成功肯定。让p表示分组传送从x到y不成功的可能性。那么：

p＝1-(1-p_f)*(1-p_r)

所述802.11MAC将为这些发送不成功的重发分组。让s(k)表示在k次尝试之后，分组从x到y传递成功的可能性。那么：

s(k)＝＝p^k-1*(1-p)

最后，用ETX表示需要成功地将分组从x传递到y的期望的传送时间：

ETX = Σ_{k = 1}^{\infty} k * s (k) = \frac{1}{1 - p}

由于ETX在同种的单一无线电网络环境里性能较好，ETX不需要在上述的多无线电方案里选择好的路由。在第一种方案里，每个节点具有802.11a无线电和802.11b无线电，ETX为了两个原因将在802.11b链路上路由大量的通信量。第一，ETX只考虑链路上的丢失比率，而不考虑他们的带宽。第二，在使全球资源使用最小化的尝试里，只要较短路径上的丢失比率不是显著的高于较长路径上的丢失比率，ETX被设计为给较短路径优于较长路径的选择权。在第二个方案里，每个节点具有两个802.11b无线电，由于ETX没有将任可的优先选择提供给信道传输路径，ETX再次选择次优的路径。因此，像其它现有的路由技术和路径度量一样，ETX不能从多个无线电的可用性和链路干扰的存在和多跳网络里变化的带宽中获取全部的利益。

发明内容

根据本发明一方面，提供了多跳特定网络中的一种用于测量从源节点到目标节点的路由的链路质量的系统，所述路由包括多个链路，所述系统包括：用于根据链路的性能，为路由里的每个链路分配权值的装置，其中，链路的性能包括在链路上传送分组以使分组成功穿过链路的所期望时间的测量值乘以链路的带宽测量值，所述带宽测量值为通过把固定的分组大小除以原始数据率而得到的商；及用于对为路由分配的链路权值进行加权平均得到路径度量的装置，其中所述路径度量说明了使用共享信道的链路之间的干扰。

根据本发明另一方面，提供了多跳特定网络中的一种用于测量从源节点到目标节点的路由的链路质量的方法，所述路由包括多个链路，所述方法包括：根据链路的性能，为路由里的每个链路分配权值，其中，链路的性能包括在链路上传送分组以使分组成功穿过链路的所期望时间的测量值乘以链路的带宽测量值，所述带宽测量值为通过把固定的分组大小除以原始数据率而得到的商；及对为路由分配的链路权值进行加权平均得到路径度量，其中所述路径度量说明了使用共享信道的链路之间的干扰。

本发明的几个方面提出了一种使用加权的累计期望传输时间路径度量、根据链路质量进行路由的系统和方法。一种用于在多跳特定网络里进行路由的系统，及用于测量网络中路由的链路质量的方法，包括根据链路上分组的期望传输时间对链路加权的分配，及将一路由的个别链路权值权值合并到路径度量中。路径度量说明了使用一共享信道的链路之间的干扰。在计算路径度量时，增加彼此干扰的链路的期望传输时间，而分别考虑非干扰链路的期望传输时间。本发明的实施例将在多跳网络里进行，所述网络里的节点装备了一个或多个无线电收发器。

本发明可整个的或部分的在软件里、硬件里及其组合中实施。网络里计算设备预期被配置为实现所述系统和执行与本发明相关的方法。

附图说明

图1是根据本发明的实施例，说明为计算ETT测量的丢失比率而由探针发送器节点采取的步骤的流程图。

图2是根据本发明的实施例，说明由探针接收器对于丢失比率计算采取的步骤的流程图。

图3是根据本发明的实施例，说明在为每个链路计算带宽时由探针发送器采取的初始步骤的流程图。

图4是根据本发明的实施例，说明由探针接收器对于带宽计算采取的步骤的流程图。

图5是根据本发明的实施例，说明由探针回复接收器对于带宽计算采取的步骤的流程图。

图6是根据本发明的实施例，说明一给定路径的WCETT的计算中涉及的步骤的流程图。

图7是说明可在其中结合本发明实施例的示例性网络环境的示意图。

图8是说明可用于本发明一示例性实施例中的示例性计算机设备的示意图。

具体实施方式

在以下的描述里，将呈现本发明的一些实施例。为了说明的目的，阐明特定的结构和细节来对实施例提供一个彻底的理解。然而，对本领域的技术人员而言，显而易见的是也可以不需要这特定细节来实施本发明。此外，为了不使描述的实施例晦涩，可以忽略或简化公知的特征。

本发明的实施例包括一个新的路由度量，即加权的累计期望传输时间(WCETT)，用来在多跳网络的源节点和目标节点之间选择高吞吐量路径。尽管它不仅限于此，度量在无线网络里尤其具有优势，所述无线网络里的至少一些节点装备了多个同种的无线电收发装置并且所述网络里的一些链路彼此干扰。WCETT度量能够选择信道各异的路径。基于固定大小的分组的期望传输时间(ETT)，对每个链路分配权值以成功的在所述链路上发送。所述ETT是所述链路的丢失比率和带宽的函数。在本发明的可选实施例里，可使用链路质量的测量而不是ETT。个别链路权值被合并成WCETT路径度量，所述度量明确说明了使用同一信道的链路之间的干扰。可使用控制参数β来调节信道多样性和路径长度之间的权衡。可以调节WCETT的计算或者使给定流的吞吐量最大化，或者使其对其它流的影响最小。

本发明的一些实施例被设计为应用在无线网络里，该无线网络里的节点具有遵循802.11的无线电。然而，其它实施例可应用在基于其它无线技术的网络里。本发明可与一个或多个其它技术或机制一起使用以提高多跳无线网络里的网络容量，诸如剥离(striping)技术或定向天线的使用。此外，由于在此描述了用于无线环境的实施例，因此本发明提供了一种更通用和广泛的应用技术，以便将路由总成本的测量和路由瓶颈组件的测量合并，以生成路径度量。

为了计算WCETT路径度量，首先需要为给定的链路计算ETT。在一个实施例里，通过将链路期望传输的时间(如ETX)乘以链路带宽的测量来得到ETT，以得到发送分组所花费的时间的测量。以ETX为例，所述ETT变成：

ETT = ETX * \frac{S}{B}

其中S是固定的分组大小(如1024字节)，B表示链路的带宽(原始的数据率)。其它实施例可使用期望传输时间的求解(derivation)而不是ETX求解来计算ETT。所述期望传输时间(ETT)不限于使用ETX来测量，可以使用从发送成功概率得到的其它计算方法。

计算ETT需要知道各个链路的正反丢失比率(分别是P_f和P_r)和带宽。用来确定P_f和P_r值的一个方法是使用广播分组技术，诸如是上文所参考的、由De Couto等人所公开的技术。在这个方法里，每个节点周期地(例如每秒一次)发出一个广播分组。注意的是所述广播分组不被802.11MAC重发。在滑动时窗(例如是10秒)期间，节点追踪从每个相邻节点接收到的探针数量，并将该信息包括在它们自己的探针里。节点可以从它在时间窗口里从相邻节点接收到的探针数量直接计算出P_r，并且该节点可以使用在来自相邻节点的最后一个探针里接收到的关于它自己的信息来计算P_f。其它确定P_f和P_r值的方法在不离开本发明的精神和范围时也可使用。例如，可以对网络接口卡(NIC)上的重发计数器作出询问来发现正反丢失比率。

图1示出了由探针发送器在为ETF测量计算丢失比率时所采取的步骤。节点等待一个周期的时间(丢失探针周期)(步骤101)。所述节点计算从前一次发送的探针开始从每个相邻节点接收到的探针数量(步骤103)，并创建包括这个信息的探针(步骤105)。该节点也为到每个相邻节点的链路计算丢失比率(步骤107)。所述节点广播所述探针(步骤109)并返回步骤101等待。

图2示出了由接收器对丢失比率计算而采取的步骤。节点接收探针(步骤201)。所述节点查找和已经被发送器接收到的探针有关的信息(步骤203)。它更新从发送器接收到的探针数量(步骤205)并返回步骤201。

计算带宽是一个更复杂的问题。一种可能是将每个802.11无线电的带宽限制为一个给定的固定值。另一个可能是允许无线电为每个分组自动地选择带宽。这个特征，通称为自动比率(autorate)，被许多现代802.11卡支持。然而，在自动比率算法不能为公众熟知以及带宽信息不能被驱动程序支持的802.11卡的情况下，带宽的精确测量只能凭经验来获得。

在一个实施例中，使用熟知的分组对技术来获得带宽的经验测量。例如，在S.Keshav所著的“A Control-Theoretic Approach to Flow Control，”ACMSIGCOMM(1991年9月)中对所述分组对技术进行了描述，并引用在此以作参考。每个节点周期地(例如每分钟)对每个相邻节点发送出两个紧接着的(backto back)探针分组。第一个探针分组很小(例如是137字节)，而第二个分组很大(例如是1137字节)。每个相邻节点测量在第一个分组和第二个分组的接收之间的时间差，并将所述值传回给发送器。发送器取一组连续样本的最小值(例如10个连续样本的最小值)，然后通过把第二个探针分组的大小除以最小样本来估计带宽。这个估计忽视了几个影响分组传递时间的因素，但对于实质上不同带宽的链路之间的区分，这是足够精确的。

图3示出了由探针发送器在为每个链路计算带宽时采取的步骤。节点等待一个周期(分组对探针周期(Pktpair Probe Period))(步骤301)。它为相邻节点创建探针对(步骤303)。所述节点然后紧接着发送所述探针对(步骤305)，然后返回步骤301。

图4示出了由探针接收器在带宽计算中采取的步骤。节点接收探针(步骤401)。如果探针不是一对探针中的第一个探针(步骤403)，那么所述节点放弃所述探针(步骤405)并返回到步骤401。否则，所述节点接收第二探针(步骤407)。如果这个探针不是一对探针中的第二个(步骤409)，那么所述节点放弃所述探针(步骤405)并返回至步骤401。否则，所述节点计算在第一探针和第二探针的接收之间的延迟(步骤411)。然后节点创建探针回复(步骤413)，并将所述探针回复发送给发送器(步骤415)。然后节点返回到步骤401。

图5示出了由探针回复接收器在带宽计算时采取的步骤。节点接收探针回复(步骤501)。它将延迟值转换成带宽样本(步骤503)。如果这个带宽值比最大带宽大(步骤505)，所述节点就放弃这个样本(步骤507)。否则，它将更新到目前为止最小的延迟值(步骤509)。如果依然没有收集到全部的一组样本(步骤511)，那么节点返回到步骤501。否则，该节点为这个链路更新带宽测量并将样本数量设为0(步骤515)，然后返回到步骤501。

一旦计算了从节点x到节点y的每个链路i的ETT，即ETT_i，就必须将沿着一路径的跳跃的个别ETT链路权值合并成一度量WCETT，该度量反映该路径的整个需求。对于WCETT路径度量有三个基本的设计目标。第一，当选择包含在路由路径中的链路时，路径度量应当考虑链路带宽以及物理层的丢失比率。例如，在802.11网络中，由于802.11MAC结合了ARQ机制，因而在无线链路上的分组传输时间取决于这两者因素。

第二，应当增加合并个别链路权值的度量。也就是说，如果将一跳跃增加到现有路径里，路径的成本不应该降低，而是应该增加。对于这个需求的一个判断方法是，附加跳跃的遍历包括了附加资源的消耗。另一个判断方法是，跳跃的附加增加了沿路径的总延迟。对于TCP连接，这将产生增加的往返时间并因此降低吞吐量。

第三，由于运行在相同信道上的链路间的干扰，路径度量应该明确解决吞吐量的下降。相似地，它也应当解决沿着一路径的、不在相同信道上操作、彼此没有干扰的链路的情况。因此，由不同信道上的跳跃所组成的路径优先于所有跳跃在同一信道上的路径。

为了符合这些设计目标，当附加链路增加到现有路径中时WCETT值应当增加。可通过把WCETT设为路径上所有跳跃的ETT的总和来确保这一特性。然而，这样却不正确地假设了所有链路都是干扰的。WCETT的另一个目标是反映信道差异的影响。由于没有区分不同信道上的跳跃之间的区别，因此简单地累计ETT将不能保证该特性。因此WCETT度量需要附加项。

首先我们假设，如果路径上的两个跳跃在同一信道上，那么它们通常彼此干扰。这个假设对于校短的路径一般精确，但对较长路径则稍微有点不容乐观。当路径上的两个跳跃互相干扰时，在一个时间里只可操作一个跳跃。这可以通过将干扰跳跃上的分组传输时间加在一起来获得。为了概括起见，考虑具有n个跳跃的路径，并假设所述系统总共具有k个信道，定义X_j如下：

X_j是信道j上跳跃的传输时间的总和。总路径吞吐量将由具有最大X_j值的瓶颈信道来决定。基于这个，一个建议是可以使用该最大值Xj作为WCETT的定义。通过这样定义，所述度量将支持具有更多不同信道的路径。然而，可以看到，由于使用非瓶颈信道的附加跳跃不会影响度量的值，因而这个度量值将不能随着更多的跳跃加入到路径而一直增加。

先前参考的两个路径度量的预期特性(ETF的总和以及最大X_j)可以通过采用它们的权值平均数来合并成一个满意的度量：

WCETT = (1 - β) * Σ_{i = 1}^{n} {ETT}_{i} + β * \max_{i \leq j \leq k} X_{j}

因此，WCETT度量是两个数值的加权平均值：沿路径的所有跳跃的ETT的总和，及瓶颈信道上ETT的总和。第二个数值迫使不同信道路径的选择。β是符合0≤β≤1的可调参数。选择β为0.5时可以给不同信道和ETT的总和提供相等的权值。如果将β选择为0，WCETT仅基于链路的丢失比率和带宽来选择链路，而不考虑不同信道。在一个实施例里，β的选择可以自动的基于当前网络带宽。

加权平均的WCETT表达式可以用两种方法来解释。第一，它可以被看作是全局利益和利己主义之间的权衡。第一项是网络里沿着所有跳跃的传输时间的总和。这反映了沿这个路径的总的网络资源消耗。第二项反映了将最大限度地影响路径吞吐量的一组跳跃。于是可以把加权平均值看作试图是平衡这两者。也可以将所述等式看作是吞吐量和延迟之间的权衡。可以将第一个项看作是路径等待时间的测量。由于第二项表示瓶颈跳跃的影响，因此它可以被看作为路径吞吐量的测量。因此，也可以将加权平均值看作为试图平衡这两者。

图6示出了对于一给定路径、在WCETT计算中涉及的步骤。对于路径上的每个链路，节点利用丢失比率和带宽来计算ETT(步骤601)。节点计算ETT的总和(步骤603)。然后根据信道将链路分组并为每个组计算ETT总和(步骤605)。所述节点查找具有最大ETT总和的组(步骤607)。最后，节点为每个路径计算WCETT，具体是由(1-β)乘以ETT的总和，再加上β乘以信道组里ETT总和的最大值。

图7示出了可以实施本发明实施例的示例性网络环境。所述示出的网络部分地是多跳无线网络。如所描述的，所述网络包括无线节点701、703、705、707、709、711、713、715、717、719。作为典型，所描述的无线网络不能独立于其它网络而运行；如示出的，所述网络通过网关设备723、721连接至通常是较大网络的第二网络，例如因特网，所述网关设备通过有线通信装置725连接至第二网络。所述破折线表示现有的无线电链路。诸如节点701这样的节点是计算设备，可具有许多通用或专用的配置和结构，这对本领域的技术人员是公知的。通常，这些设备将至少具有处理器和存储器分级体系，及有线和无线网络接口硬件。尤其是，这个网络里的节点可以具有一个或多个数字分组无线电收发器，以便穿越频率信道而没有限制的进行无线通信，例如，这些包括在网络接口卡里的无线点收发器可以适用于802.11a和802.11g IEEE标准。

由于无线电具有有限的无线通信范围，因而这个网络里的许多对节点不能直接进行通信，而是必须依赖所述网络里的一个或多个合作节点作为中介节点来从源节点向目标节点转发数据。因而，源节点一般将数据分组传送给它可以直接通信的相邻节点。所述相邻节点顺序的将所述分组传送给它的相邻节点中的一个，如此，直到将所述分组传送给它的最后目标。分组发送所越过的每条链路称为“跳跃”。分组从源节点到最终目标节点所经历的链路组是所述分组的路由或路径。可以通过以分布方式运行在多跳网络的几个节点上的路由协议来发现路由。在图7中，描述了两个示例性路由。节点S1707将分组传送给中介节点R1709，中介节点R1709再将分组传送给中介节点R2703，中介节点R2703将所述分组传送给目标节点D 711。这些节点之间的实心黑色箭头线表示包括这个路由的数据通信链路。节点S2717向中介节点R3719发送去往外部网络的分组，中介节点R3719将所述分组传送给网关723。

在本发明的实施例里，WCETT度量与MR-LQSR(多无线电链路高质源路由)一起实施，该MR-LQSR是运行在网状连通层(MCL)路由框架里的链路质量源路由(LQSR)协议的一个修改版本。2004年2月23日申请的美国专利申请号为10/784,687的“System and Method for Link Quality Source Routing”公开了LQSR的一些特征，上述申请与本申请具有共同的发明人，并在此引用以作参考，以及在2003年6月30日申请的美国专利申请号为10/610,397的“Methodand System for Providing a Virtual Protocol Interlayer”中公开了MCL一些特征，上述申请与本申请是共同的发明人，并在此引用以作参考。这些特征中的部分也在R.P.Draves，J.Padhye，和B.D.Zill的“Comparison of Routing Metrics for StaticMulti-Hop Wireless Networks”Technical Report(技术报告)MSR-TR-2004-18，Microsoft Research(微软公司研究报告)(2004年3月)中有论述，并在此引用以作参考。

MCL实现了一个处于层2(链路层)和层3(网络层)之间的中间层内的虚拟网络适配器。对较高层应用，MCL看起来是另一个以太网链路，具有自己的48位虚拟以太网地址，不同于底层物理适配器的层2地址。MCL对较低层则看起来是另一个运行在物理链路上的协议。多个物理网络适配器可以复合成单一虚拟链路，网络协议可以在该单一虚拟链路上运行而无须修改。

MCL适配器使用MR-LQSR对分组进行路由。对于给定的节点，通过合并链路权值来形成路径度量，MRLQSR协议发现节点的相邻节点，向节点与相邻节点之间的链路分配权值，将这个信息传播给网络里的其它节点，并使用所述链路权值来查找到达给定目标的好路径。读者可以参考以上所引用的相关专利申请和举证的技术报告来获得有关MCL和LQSR的其它细节。然而本发明不限于基于MCL和LQSR的实施。在本发明的其它实施例里可使用其它路由协议和框架。

为了实施WCETT，与每个链路的丢失比率和带宽或ETT一起传送信道号是必须的。在一个实施例里，度量值的8位用来编码为抽象的信道号。传送信道号的其它方法也是可能的。

在本发明描述的上下文中，术语“一”“和“这”及相似情况的使用解释为覆盖单数和复数，除非这里有指定或文本里有清楚的矛盾。术语“包括”、“具有”、和“包含”解释为开放式结束术语(意为“包括，但不限于”)，除非有其它标注。这里值的范围的列举仅意指作为一种单个的参考每个落入这个范围之内的分离值的速记方法，除非这里有指定，并且每个分离值都被合并进入本说明书，就像在此分别举证的一样。这里使用的任何和所有的示例或示例性语言(“诸如”，“例如”，“如”等)仅仅意图更好的说明本发明，并没有在本发明的范围上指定限制，除非有其它请求。说明书里没有语言应当解释为指定任何非请求的元素为本发明的实施的本质。

参见图8，示出了用来实现本发明的示例性系统，包括计算设备，诸如计算设备800。在基本的配置里，计算设备800一般包括至少一个处理单元802和系统存储器804。根据准确的配置和计算设备的类型，系统存储器804可以是易失性的(诸如RAM)、非易失的(诸如ROM、快速存储器等)或这两个的结合。系统存储器804一般包括操作系统805，一个或多个应用程序806，并也可以包括程序数据807。这个基本的配置在图8中由虚线808中的这些部件来示出。

计算设备800也可以具有额外特征或功能。例如，计算设备800可包括额外的数据存储设备(可移动和/或不可移动)，例如磁盘，光盘或磁带。这个额外存储器在图8中由可移动存储器809和不可移动存储器810来示出。计算机存储媒体可包括为了信息的存储，在任何方法和技术中实现的易失和非易失的，可移动和不可移动媒体，所述信息诸如是计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。系统存储器804、可移动存储器809和非可移动存储器810是计算机存储媒体的所有示例。计算机存储媒体包括，但不限于，RAM、ROM、EEPROM闪存或其它存储器技术、CD-ROM，数字化视频光盘(DVD)或其它光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁性存储设备，或任何其它可以用来存储期望信息并可以被计算设备800访问的媒体。任何这些计算机存储媒体可以是设备800的一部分。计算设备800也可具有输入设备812，诸如键盘、鼠标、笔、声音输入设备、触摸输入设备等。也可以包括诸如是显示器、扬声器、打印机等的输出设备814。所有的这些设备都是本领域公知的并不需要在这详细论述。

计算设备800也包括允许所述设备与其它计算机设备818例如在网络或无线网状网络上进行通信的通信连接816。通信连接816是通信媒体的一个示例。通信媒体一般包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或在诸如是载波或其它传输机构的已调制数据信号里的其他数据，并包括任何信息传递媒体。术语“已调制数据信号”意指具有一个或多个特征集的信号，或以这种方式改变以便在信号里编码信息。以举例的方式，但不限制，通信媒体包括诸如是有线网络或直接有线连接的有线媒体，和诸如是声学的、RF，红外线的和其它无线媒体及其它无线媒体。这里使用的术语“计算机可读媒体”包括存储媒体和通信媒体。

根据本发明，在一个实施例里，应用程序806进一步包括应用程序820来执行网状网络功能。应用程序820表示的功能可以由包括在计算设备800中的、用来建立和维持特定网络的附加输入设备812、输出设备814和通信连接816来进一步支持。

已经在此描述了本发明的优选实施例，所述实施例包括为发明人所知的用来实施本发明的最佳方式。在这些优选实施例上的变化对阅读了前述描述的本领域的普通技术人员而言是显而易见的。发明人期望技术人员合理的使用这些变化，并且发明人提供的本发明除这里指定的描述之外可以实施。因此，在法律允许的范围内，本发明包括在所附权利要求里引用的要点的所有变化和替换。此外，在其可能的变化中的上述要素的任何可能的结合都包含在本发明之内，除非这里有指定或在上下文中有明显的矛盾。

Claims

1.在多跳特定网络里，一种用于测量从源节点到目标节点的路由的链路质量的系统，所述路由包括多个链路，所述系统包括：

用于根据链路的性能，为路由里的每个链路分配权值的装置，其中，链路的性能包括在链路上传送分组以使分组成功穿过链路的所期望时间的测量值乘以链路的带宽测量值，所述带宽测量值为通过把固定的分组大小除以原始数据率而得到的商；及

用于对为路由分配的链路权值进行加权平均得到路径度量的装置，其中所述路径度量说明了使用共享信道的链路之间的干扰。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述多跳特定网络包括一个或多个具有多个无线电收发器的节点。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述多跳特定网络包括一个或多个具有多个同种无线电收发器的节点。

4.如权利要求1所述的系统，其中在链路上传送分组以使分组成功穿过链路的所期望时间的测量包括ETX测量。

5.如权利要求1所述的系统，其中带宽测量值是凭经验来确定的。

6.如权利要求1所述的系统，其中带宽测量值是使用分组对技术来确定的。

7.如权利要求1所述的系统，其中路径度量包括加权的平均值，

其中n是路由中链路的数量，

W_i是链路i的权值，

X_i是信道j上权值的总和，

K是信道的数量，

及β是符合0≤β≤1的参数。

8.如权利要求7所述的系统，其中信道j上的权值的总和X_j由

来计算，因此，总的路径吞吐量由瓶颈信道来决定，其中瓶颈信道是具有最大X_j值的信道。

9.如权利要求7所述的系统，其中链路i的权值包括在链路i上传送分组以使分组成功穿过链路的所期望时间的测量值，乘以链路i的带宽测量值。

10.在多跳特定网络里，一种用于测量从源节点到目标节点的路由的链路质量的方法，所述路由包括多个链路，所述方法包括：

根据链路的性能，为路由里的每个链路分配权值，其中，链路的性能包括在链路上传送分组以使分组成功穿过链路的所期望时间的测量值乘以链路的带宽测量值，所述带宽测量值为通过把固定的分组大小除以原始数据率而得到的商；及

对为路由分配的链路权值进行加权平均得到路径度量，其中所述路径度量说明了使用共享信道的链路之间的干扰。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述多跳特定网络包括一个或多个具有多个无线电收发器的节点。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述多跳特定网络包括一个或多个具有多个同种无线电收发器的节点。

13.如权利要求10所述的方法，其中所述带宽测量值是凭经验确定的。

14.如权利要求10所述的方法，其中所述带宽测量值是使用分组对技术确定的。

15.如权利要求10所述的方法，其中对为路由分配的链路权值进行加权平均得到路径度量包括：

为路由里的链路计算期望传输时间的总和；

为一个或多个链路使用的每个信道确定共享信道的链路的子集；

为每个子集里的链路计算期望传输时间的总和；

确定具有最大总和的子集；及

通过用(1-β)乘以路由中链路的期望传输时间的总和加上β乘以具有最大总和的子集的期望传输时间的总和来计算路径度量，其中β是符合0≤β≤1的参数。