CN101753273B

CN101753273B - 节点间时延计算方法及装置

Info

Publication number: CN101753273B
Application number: CN2008102198897A
Authority: CN
Inventors: 曾云宝; 王海光
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Jiangsu wisdom Technology Service Co., Ltd.
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: CN101753273A

Abstract

本发明实施例公开了一种节点间时延计算方法及装置，其中所述方法包括：计算目标节点的数据包从创建到成功发送的时间，所述数据包为多个；根据多个所述时间，计算目标节点到邻居节点的时延。实施本发明实施例，可以通过统计目标节点多个数据包从创建到成功发送的时间来计算目标节点到邻居节点的时延，计算较为精确，且方法简单。

Description

节点间时延计算方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种节点间时延计算方法及装置。

背景技术

ad hoc网络是基于某个目的而临时组建的网络，网络中任何一个节点同时扮演客户端(Client)、路由器(Router)等多重角色，由于网络节点的对等、分布式、移动性等特征，其QoS(Quality of Service，服务质量)是一个很难解决的问题，其中时延则是QoS的一个基本要素。

目前对节点对之间时延进行估计的一种方法是：源端将Hello消息周期告知OLSR(Optimized Link State Routing，最优链路状态路由)层，OLSR据此周期性地产生Hello消息，并通过CSMA(Carrier Sense MultipleAccess，载波侦听多路访问)MAC(Media Access Control，介质访问控制子层)发送出去，Hello消息中包括创建的时间，接收端收到后根据接收时间和创建时间可以计算出相邻节点时延。

发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术存在如下问题：

由于计算相邻节点时延需要源端和接收端共同参与，就要求ad hoc网络中所有节点同步，如通过GPS(Global Positioning System，全球定位系统)进行全网同步，限制了该技术的使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种节点间时延计算方法及装置，可以计算每个节点到邻居节点的时延，计算方法简单，无需网络中所有节点同步。

本发明实施例提供了一种节点间时延计算方法，其包括：

计算目标节点的数据包从创建到成功发送的时间，所述数据包为多个；

根据多个所述时间，计算目标节点到邻居节点的时延。

此外本发明实施例还提供了一种节点间时延计算装置，其包括：

获取模块，用于获取目标节点的数据包从创建到成功发送的时间，所述数据包为多个；

时延计算模块，用于根据多个所述时间，计算目标节点到邻居节点的时延。

实施本发明实施例，通过统计目标节点多个数据包从创建到成功发送的时间来计算目标节点到邻居节点的时延，计算较为精确，且方法简单。

附图说明

图1为本发明一种节点间时延计算方法的第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明一种节点间时延计算方法的第二个实施例的流程示意图；

图3为本发明一种节点间时延计算装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进一步详细地介绍。

如图1所示，为本发明一种节点间时延计算方法的第一个实施例，其包括以下步骤：

101：计算目标节点的数据包从创建到成功发送的时间，数据包为多个；

102：根据上述多个时间，计算目标节点到邻居节点的时延。

实施本发明实施例，通过统计目标节点多个数据包从创建到成功发送的时间，来计算目标节点到邻居节点的时延，计算较为精确，适用于网络中的每个节点，计算方法简单，无需网络中所有节点同步。

在ad hoc网络中，节点之间通过无线网络相连，节点发送数据包(如hello消息数据包)至邻居节点所耗费的时间是比较短的，相对而言，节点路由层创建数据包后，下发给媒体访问控制层及MAC层发送，MAC层要通过冲突检测/避免等各种机制才能将数据包成功发送出去，这个过程需要花费较长的时间，这就是造成节点对之间时延的主要因素。假设节点创建某一个数据包的时刻为t₁，节点将该数据包成功发送的时刻为t₂，则t₂-t₁则可近似认为是该节点到邻居节点的时延，本发明实施例则是在某时刻统计目标节点的多个历史数据包来得到多个历史时延，根据历史时延来计算当前时刻目标节点到邻居节点之间的时延。

图2为本发明一种节点间时延计算方法的第二个实施例，该实施例通过统计目标节点N(N≥1)个历史数据包从创建到发送从成功的时间，来计算当前时刻目标节点到邻居节点的时延，其包括以下步骤：

201：获取目标节点路由层创建第n(1≤n≤N)数据包的第一时间，设路由层创建第n个数据包的第一时间为t_n；

202：获取目标节点MAC层将第n个数据包成功发送的第二时间，设路由层成功发送第n个数据包的第二时间为T_n；

203：计算上述第二时间和第一时间的时间差得到第n个数据包从创建到成功发送的时间，则目标节点第n个数据包从创建到成功发送的耗费时间为T_n-t_n；

将上述步骤循环执行N次则可以获取目标节点N个数据包中每个数据包从创建到成功发送的耗费时间，如表1所示。

表1数据包从创建到成功发送耗费时间表

第n个数据包	n＝1	n＝2	...	n＝N
					路由层创建时间	t₁	t₂	...	t_N
MAC层成功发送时间	T₁	T₂	...	T_N
					耗费时间	T₁-t₁	T₂-t₂	...	T_N-t_N

204：对N个数据包中每个数据包从创建到成功发送的时间取平均值，以计算目标节点到邻居节点的时延；

本实施例是通过对上述N个T_n-t_n的统计值取平均值来计算目标节点到邻居节点的时延，

即通过公式：

\overset{&OverBar;}{Delay} = \frac{1}{N} Σ_{n = 1}^{N} (T_{n} - t_{n})

计算目标节点到邻居节点的时延Delay。

更具体的，如表2所示为目标节点8个数据包从创建到成功发送的统计结果，

表2数据包从创建到成功发送统计结果表

第n个数据包	n＝1	n＝2	n＝3	n＝4	n＝5	n＝6	n＝7	n＝8	单位
										路由层创建时间：t_n	1	6	11	16	21	26	31	36	s
MAC层成功发送时间：T_n	1.0008	6.0013	11.0016	16.0015	21.0017	26.0022	31.0009	36.0011	s
										T_n-t_n	0.8	1.3	1.6	1.5	1.7	2.2	0.9	1.1	ms

则目标节点到邻居节点的时延为：

\overset{&OverBar;}{Delay} = \frac{1}{8} Σ_{n = 1}^{8} (T_{n} - t_{n}) = (0.8 + 1.3 + 1.6 + 1.5 + 1.7 + 2.2 + 0.9 + 1.1) / 8 \approx 1.4 (ms)

对上述多个T_n-t_n值的处理，在实现中也可以通过平滑窗估计、遗忘因子法等方式对上述多个T_n-t_n值进行处理，以计算目标节点到邻居节点的时延，以遗忘因子法为例，可以通过公式：

Delay(k+1)＝β·Delay(k)+(1-β)·(T_k-t_k)，其中Delay(1)＝T₁-t₁，0≤β≤1(β为遗忘因子)

来处理上述多个T_n-t_n值。具体时延估计方法不拘泥于以上方法，目标是根据历史时延估计计算此刻的统计时延值。

在该实施例中，数据包可以为广播消息数据包、业务请求数据包、响应消息数据包等。

本方法实施例中的各个步骤在实现中可以由目标节点内部的功能模块来执行，或者由与目标节点直接相连的一个独立的设备来执行。

对于网络中的每个节点来说，节点通过上述方法计算自己到邻居节点的时延，然后将该时延广播给邻居节点，据此可以计算第一节点到第二节点之间各条可能路径的总时延，据此选择一个时延最小的路径。当然在实际路由选择时，可能还会结合其他准则，如链路SNR(Signal to Noise Ratio，信噪比)等因素。

实施本发明实施例，通过统计目标节点N(N≥1)个历史数据包从创建到发送从成功的时间，来计算当前时刻目标节点到邻居节点的时延，这样计算网络中每个节点到邻居节点的时延，计算方法简单，不需要全网络同步；节点在计算自己到邻居节点的时延后，可以将该时延广播给邻居节点，据此可以估计出任何一条可能路径/路由的时延。

图3为本发明一种节点间时延计算装置的结构示意图，其包括：

获取模块31，用于获取目标节点的数据包从创建到成功发送的时间，数据包为多个；

时延计算模块32，用于根据多个上述时间，计算目标节点到邻居节点的时延；

优选的，获取模块31包括：

创建时间获取单元311，用于获取目标节点路由层创建数据包的第一时间；

发送时间获取单元312，用于获取目标节点MAC层将该数据包成功发送的第二时间；

时间差计算单元313，用于计算第二时间和第一时间的时间差得到该数据包从创建到成功发送的时间；

在实现中获取模块31需要统计目标节点多个数据包，创建时间获取单元311获取每个数据包的创建的第一时间，发送时间获取单元322获取每个数据包成功发送的第二时间，然后由时间差计算单元313计算出每个数据包从创建到成功发送的时间，最终获取模块31可以得到多个统计时间，并交给时延计算模块32处理；

优选的，时延计算模块32包括：

接收单元321，用于从获取模块31接收多个统计时间；

平均值计算单元322，用于对上述多个统计时间求平均值，计算目标节点到邻居节点的时延，时延计算模块32将该平均值作为目标节点到邻居节点的时延。

具体实现中，时延计算模块32也可以通过平滑窗估计、遗忘因子法等方式处理上述多个统计时间处理，来计算目标节点到邻居节点的时延。

本发明实施例节点间时延计算装置在实现中可以是与目标节点相连的一个独立的设备，也可以是目标节点自身的一个功能模块。

实施本发明实施例，通过获取模块统计目标节点多个数据包中，每个数据包从创建到成功发送的时间，得到多个统计时间，然后交由时延计算模块进行处理如取平均值，作为目标节点到邻居节点的时延，这样可以计算网络中每个节点到邻居节点的时延，方法简单，计算较为精确，无需网络中所有节点同步。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种节点间时延计算方法，其特征在于，包括：

根据多个所述时间，计算目标节点到邻居节点的时延；

其中，

所述计算目标节点的数据包从创建到成功发送的时间，包括：

获取目标节点路由层创建数据包的第一时间；

获取目标节点媒体访问控制层将该数据包成功发送的第二时间；

计算所述第二时间和第一时间的时间差得到该数据包从创建到成功发送的时间。

2.如权利要求1所述的节点间时延计算方法，其特征在于，根据多个所述时间，计算目标节点到邻居节点的时延，包括：

对多个所述时间求平均值，计算目标节点到邻居节点的时延。

3.如权利要求1所述的节点间时延计算方法，其特征在于，所述数据包包括广播消息数据包、业务请求数据包和响应消息数据包之一。

4.一种节点间时延计算装置，其特征在于，包括：

时延计算模块，用于根据多个所述数据包从创建到成功发送的时间，计算目标节点到邻居节点的时延；

其中，

所述获取模块包括：

创建时间获取单元，用于获取目标节点路由层创建数据包的第一时间；

发送时间获取单元，用于获取目标节点媒体访问控制层将该数据包成功发送的第二时间；

时间差计算单元，用于计算所述第二时间和第一时间的时间差得到该数据包从创建到成功发送的时间。

5.如权利要求4所述的节点间时延计算装置，其特征在于，所述时延计算模块包括：

接收单元，用于从所述获取模块接收多个所述数据包从创建到成功发送的时间；

平均值计算单元，用于对多个所述数据包从创建到成功发送的时间求平均值，计算目标节点到邻居节点的时延。