CN1627722A - 无线网格的最佳路由选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线网格的最佳路由选择方法，该方法首先由无线网格中的无线设备获取无线网格中其他无线设备的接收信号强度；在选择两个无线设备之间的路由时，判断两个无线设备之间的可选路由是否为一条以上，如果是，则选择中间节点最少的路由，并判断该路由是否为一条以上，如果是，则根据各条路由中各个中间节点的接收信号强度选择最佳路由，否则，直接选择该路由作为当前传输信号的最佳路由；如果可选路由只有一条，则直接选择该路由，并结束处理。本发明方案解决了可扩展的自组网(Ad－Hoc)中无法根据当前网格的连接情况选择最佳路由的问题，使各个无线设备可以根据各条路由的接收信号强度选择最佳路由，并可实现整个无线网格的路由平衡。

Description

无线网格的最佳路由选择方法

技术领域

本发明涉及网络路由技术领域，更确切地说是涉及无线网格中的无线设备在通信过程中进行最佳路由选择的方法。该无线网格可以是由一组无线设备和设备发布的服务组合构成的逻辑实体，网格内部的多个设备和服务协调工作，对外表现出一致的行为。

背景技术

随着各种无线标准的制定，各种用于无线组网的无线设备也越来越普及，这些无线设备被广泛地架设在酒店、机场、图书馆、学校等公共场所，为越来越多的用户提供随时随地的无线网络接入服务。很多公司也设置了无线网络，以便公司员工通过无线网络进行联系。

目前的无线网络都是通过802.11协议实现的。802.11协议支持接入点(AP，Access Point)模式和自组网络(Ad-Hoc)两种建立无线网络的模式。这两种建网模式各有优缺点，下面分别对这两种方案进行说明。

对于基于AP模式建立的无线网络来说，网络内的各个无线设备之间都可以实现无线通信。但是这种建网模式需要事先布置AP，也就是说，只有在布置了AP的地方才可以实现无线上网，显然，这种建网方式的局限性很大。

对于建立Ad-Hoc网络的方案来说，该方案不需要事先建立AP即可建立无线网络，该方案解决了基于AP模式建立无线网络时必须布置AP的问题。但是，Ad-Hoc网络中的无线设备只有在信号互相可达时才可以通信，也就是说，如果网络中的无线设备A无法收到无线设备B发出的信号，这种情况下，即使无线设备B可以收到无线设备A发出的信号，无线设备A和B之间也无法通过无线网络进行通信。

针对这两种无线建网模式的缺点，本申请人在另一篇专利申请中提出了对等无线网格的智能构建方案，通过该方案，各个无线设备可以组成可扩展的Ad-Hoc网格。该智能构建方案通过无线网格中的中间节点中转信号，解决了现有的Ad-Hoc网格中无线设备之间如果不能互相接收信号，则不能进行通信的问题。这里所说的中间节点，是指两个不能直接通信的无线设备之间的那些无线设备。比如，以笔记本电脑为例，如果可扩展的Ad-Hoc网格中的笔记本电脑NB-A和NB-C无法收到对方发出的信号，且NB-A和NB-C之间存在NB-B，该连接关系如图1所示，NB-B可以转发NB-A发送给NB-C的信号，也可以转发NB-C发送给NB-A的信号，因此可以通过NB-B实现NB-A和C之间的通信。这里，NB-B即为NB-A和NB-C之间的中间节点。

智能构建方案中的无线设备通过自身保存的直接路由表和间接路由表来寻找路由。无线设备将与自身直接连接的那些无线设备的相关信息记录在直接路由表中；将不与自身直接连接、但是可以通过中间节点中转信号实现通信的那些无线设备的相关信息记录在间接路由表中。无线设备通过路由宣告(RD)将自身保存的直接路由表和间接路由表发送给网格中的其他无线设备，并根据其他无线设备发送来的路由宣告更新自身保存的直接路由表和间接路由表。无线设备发送直接路由表和间接路由表的RD是基于802.11协议规定的数据帧结构，且RD可以采用组播方式发送直接路由表和间接路由表。其中，802.11协议规定的帧结构的数据头中保存的目的地址为可扩展的Ad-Hoc网络的组播地址。该RD多播数据帧结构参见表1。

802.11数据头

本无线设备的直接路由表

本无线设备的间接路由表

                   表1

在使用对等无线网格的智能构建方案来实现可扩展的Ad-Hoc网格时，如果Ad-Hoc网格中无线设备的数量很少，无法直接通信的无线设备往往也较少，且同时与两个无线设备连接的无线设备也不会很多，也就是说，两个无线设备之间的中转节点往往较少，这种情况下，选择当前用于中转信号的中间节点相对比较简单，也即，传输当前信号的可选路由相对较少。

但是，随着网格中无线设备的数量逐渐增多，可选的中转节点也会越来越多。仍以笔记本电脑为例，如图2所示，假如A和C之间无法直接通信，通过查找间接路由表得知，A与C之间可以通过中转节点实现通信的路由有四条，分别为：A-B-C；A-F-C；A-D-E-C；A-E-C。在选择传输路由时，应该从上述四条路由中选择一条最佳的路由来传输信号。因此，首先应选择经过的中间节点数最少的那条路由，这与有线网格选择路由的方法相同，从上述四条路由可以看出，A-B-C、A-F-C和A-E-C这三条路由都只经过一个中间节点。由于可选的路由不止一条，因此还应从这三条路由中选择一条最佳路由。对于无线网格来说，由于是采用无线信号连接，这种连接方式很可能会导致连接不稳定，而连接不稳定的链路传输信号时很容易出现丢包的问题，因此，在从上述选出的三条路由中选择当前传输数据的最佳路由时，应以当前各条链路的连接信号强度作为选择标准。但是，目前并没有根据连接信号强度选择路由的实现方法，而有线网格中不存在连接不稳定的问题，有线网格在选路时也没有考虑到这个问题，因此，采用有线网格中的路由选择方法不能选出无线网格中的最佳路由。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线网格的最佳路由选择方法，使无线设备能够根据无线网格中各个中间节点的信号强度选择最佳路由。

为达到以上目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种无线网格的最佳路由选择方法，该方法包括以下步骤：

a.无线网格中的无线设备获取无线网格中其他无线设备的接收信号强度；

b.在选择两个无线设备之间的路由时，判断两个无线设备之间的可选路由是否为一条以上，如果是，则进入步骤c，否则，直接选择该路由，并结束处理；

c.选择中间节点最少的路由，并判断该路由是否为一条以上，如果是，则根据各条路由中各个中间节点的接收信号强度选择当前传输信号的最佳路由，否则，直接选择该路由作为当前传输信号的最佳路由。

所述步骤a进一步包括以下步骤：

a1.无线设备每隔预先设置的时间间隔，根据与自身直接连接的无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度，保存该发出信号的无线设备与接收信号强度的对应关系，并将该对应关系发送给与自身直接连接的无线设备；

a2.无线设备根据自身收到的对应关系，获取与自身间接连接的无线设备所对应的接收信号强度，保存该无线设备与接收信号强度的对应关系，将该对应关系发送给与自身直接连接的无线设备，判断自身是否获取所有与自身间接连接的无线设备的接收信号强度，如果是，则结束处理，否则，重新执行步骤a2，直至获取所有与自身间接连接的无线设备的接收信号强度。

所述步骤a1中，所述无线设备根据与自身直接连接的无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度包括：无线设备根据自身发出的信号强度获取自身的接收信号强度；无线设备根据其他无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度；无线设备以自身的接收信号强度为基准，折算出其他无线设备的接收信号强度。

该方法可以进一步包括：无线设备判断自身的发射功率是否大于或等于预先设置的功率阈值，如果大于或等于，则无线设备直接执行以自身的接收信号强度为基准折算其他设备的接收信号强度的步骤；否则，无线设备在以自身的接收信号强度为基准折算出其他无线设备的接收信号强度之后，将该接收信号强度乘以自身功率与预先设置的功率阈值的比值，并将所得值作为该无线设备的接收信号强度。

所述步骤a1中，所述无线设备根据其他无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度包括：无线设备根据其他无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度，并以预先设置的接收信号强度为基准，折算出其他无线设备的接收信号强度。

所述步骤a2中，所述无线设备在收到与自身直接连接的无线设备针对自身所发信号得到的接收信号强度时，取该接收信号强度与自身针对该无线设备得到的接收信号强度的加权平均值，并将该加权平均值作为自身与该无线设备之间的接收信号强度。

所述步骤a2中，所述无线设备在收到与自身直接连接的无线设备发送来的接收信号强度时，取该接收信号强度与自身针对该无线设备计算得到的接收信号强度之间的较小值，并将该较小值作为自身与该无线设备之间的接收信号强度值。

该方法还可以进一步包括：所述无线设备将所有无线设备与接收信号强度的对应关系保存在自身的路由表中，所述无线设备向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的对应关系为，通过用于发送路由表的路由宣告发送自身保存的对应关系。

所述无线设备可以通过组播、广播、或单独发送的方式向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的无线设备与接收信号强度的对应关系。

所述步骤c中，所述无线设备根据各条路由的接收信号强度选择当前传输信号的最佳路由包括：无线设备获取每条路由的接收信号强度最小值，并选择接收信号强度最小值为最大的路由作为当前传输信号的最佳路由。

所述步骤c中，所述无线设备根据各条路由的接收信号强度选择当前传输信号的最佳路由包括：无线设备选择接收信号强度最大的路由，并将该路由作为当前传输信号的最佳路由。

所述步骤c中，所述无线设备在将接收信号强度最大的路由作为最佳路由之前包括：

c11.判断当前所选路由中最小的接收信号强度值是否大于或等于预先设置的接收信号强度阈值，如果大于或等于，则将该路由作为当前传输信号的路由，否则，进入步骤c12；

c12.无线设备在其余可选路由中选择接收信号强度值最大的路由，并重新执行步骤c11。

该方法还可以进一步包括：无线设备获取与自身连接的无线设备的终端繁忙程度TBT；步骤c中，所述无线设备进一步根据TBT选择路由；

所述无线设备获取与自身连接的无线设备的TBT包括：

1)无线设备每隔预先设置的时间间隔，根据自身在该段时间内接收和发送的数据帧数及数据量，或自身占用信道的时间，得出自身在该段时间内的繁忙程度，以自身在该段时间间隔内全部占用信道为基准，折算出自身的TBT，保存该TBT，并将其发送给与自身直接连接的无线设备；

2)无线设备收到与自身直接连接的无线设备发送来的TBT后，获取与自身直接连接和间接连接的无线设备的TBT，保存该对应关系，将该对应关系发送给与自身直接连接的无线设备，并重新执行步骤2)，直至获取所有与自身直接连接和间接连接的无线设备的TBT。

该方法还可以进一步包括：所述无线设备将所有无线设备与TBT的对应关系保存在自身的路由表中，所述无线设备向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的对应关系为，通过用于发送路由表的路由宣告发送自身保存的对应关系。

所述无线设备以组播、广播、或单独发送的方式向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的无线设备与TBT的对应关系。

所述无线设备根据各条路由接收信号强度的接收信号场强指示(RSSI)及TBT选择路由包括以下步骤：

c21.无线设备将各条路由的RSSI及TBT代入公式

$E\left(X\right)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{\α}\·{\mathrm{RSSI}}_i+\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{TBT}}_i})$

计算出E(X)值，其中，X为所要计算的路由，N为该路由的Hop数，RSSIi为第i跳中间节点的接收信号强度，TBTi为第i跳中间节点的终端繁忙程度，α为接收信号强度权重系数，β为终端繁忙程度权重系数；

c22.选择E(X)值最大的路由作为当前传输信号的最佳路由。

本发明方案通过将无线设备设置为根据各条路由的接收信号强度进行选路，使无线设备可以根据当前无线网格的情况选择当前的最佳路由。本发明方案还进一步设置了根据无线设备的终端繁忙程度进行选路的方案，使各个无线设备在选择最佳路由的同时，能够保证整个无线网格的路由平衡。

附图说明

图1为无线网格中三个笔记本电脑进行连接的示意图；

图2为无线网格中多个笔记本电脑连接的示意图；

图3为可扩展的Ad-Hoc网格中各个无线设备获取其他无线设备的RSSI的流程图；

图4为本发明实施例中多个笔记本电脑连接的示意图；

图5为可扩展的Ad-Hoc网格中各个无线设备选择最佳路由的流程图。

具体实施方式

本发明方案包括两部分，一部分为：可扩展的Ad-Hoc网格中的各个无线设备获取可以与自身连接的那些无线设备的接收信号强度，这里，与自身连接的无线设备包括直接连接的，也包括间接连接的。另一部分为无线设备根据当前网格的情况选择最佳路由，具体来说，无线设备在选择路由时，首先选择经过中间节点最少的路由，如果该路由不止一条，则根据各路由中各个中间节点的接收信号强度选择路由。

由于接收信号强度可以用接收信号场强指示(RSSI)作为度量单位，因此，下面的实施例均以RSSI来表示接收信号强度。

下面结合附图及具体实施例对本发明方案作进一步详细的说明。

参见图3，本发明方案中，可扩展的Ad-Hoc网格中的无线设备获取与自身连接的那些无线设备的RSSI，可以通过以下步骤实现：

步骤301、预先设置无线设备获取与自身直接连接的各个无线设备的RSSI的间隔时间。

步骤302、无线设备每隔预先设置的间隔时间，根据与自身直接连接的各个无线设备发送来的信号，得到这些无线设备的RSSI，保存这些无线设备与RSSI的对应关系，并将该对应关系发送给所有与自身直接连接的无线设备。

步骤303、各个无线设备根据收到的对应关系，获取与自身间接连接的无线设备所对应的RSSI，保存与自身间接连接的无线设备与RSSI的对应关系，并将该对应关系发送给与自身直接连接的无线设备。

步骤304、无线设备在收到对应关系后，重新执行步骤303，直至获取所有与自身间接连接的无线设备的RSSI。

通过图3所述步骤，网格中的各个无线设备即可获取与自身直接连接和间接连接的无线设备的RSSI值。

由于无线网格的不对称性，两个直接连接的无线设备之间获取对方的RSSI值往往是不同的，比如，无线设备A接收到无线设备B发出的信号强度，与无线设备B接收到无线设备A发出的信号强度往往不同。针对这种不对称性，无线设备在收到与自身直接连接的其他无线设备发送来的对应关系时，还可以将该对应关系中携带的RSSI值与自身通过分析信号强度得到的RSSI值进行比较，将较小的那个RSSI值作为当前的RSSI值，并将其发送给与自身直接连接的无线设备。也可以取这两个值的加权平均值，一般来说，可以将这两个权值都设置为0.5。

网格在发送无线设备与RSSI的对应关系时，可以是采用广播方式，将自身需要发送的信息通过网格广播出去；也可以采用组播方式，将自身需要发送的信息发送给组播地址所包含的那些无线设备；还可以将自身需要发送的信息逐个地发送给与自身直接连接的那些无线设备。

无线设备在保存无线设备与RSSI的对应关系时，还可以将每个无线设备对应的RSSI保存在自身的直接路由表和间接路由表中，则在发送无线设备与RSSI的对应关系时，可以将保存该对应关系的直接路由表和间接路由表发送出去。由于RD可以通过组播方式发送直接路由表和间接路由表，因此，可以通过RD将无线设备自身保存的对应关系发送出去。该帧结构参见表2。如果采用路由宣告方式发送信息，由于路由宣告本身即存在路由宣告间隔，因此可以不预先设置获取与自身直接连接的无线设备的RSSI的间隔时间，直接将路由宣告间隔作为该时间间隔。

802.11数据头

本无线设备带有RSSI的直接路由表

本无线设备带有RSSI的间接路由表

                   表2

下面以图4所示的可扩展的Ad-Hoc网格中，NB-A获取其他笔记本电脑的RSSI为例，对图3所示方案进行详细说明。

首先，从图4可以看出，NB-A与NB-B及NB-F直接连接，即NB-A可以直接接收到NB-B和NB-F发送来的信号，因此，NB-A可以根据NB-B和NB-F发送来的信号获取NB-B和NB-F的RSSI。

NB-A可以直接根据NB-B和NB-F发送来的信号强度获取NB-B和NB-F的RSSI；也可以对NB-B和NB-F发送来的信号强度进行折算，以获取NB-B和NB-F的RSSI。

NB-A通过折算获取RSSI的过程具体为：NB-A以收到自身发出的信号的强度为基准，对NB-B和NB-F发送来的信号进行折算，以得出NB-B和NB-F的RSSI。比如，将NB-A收到自身发出的信号所对应的RSSI设置为100，如果NB-A接收到NB-B发出的信号时，该信号强度与NB-A收到自身发出的信号的强度相比，只为后者的92％，则将NB-B所对应的RSSI设置为92。如果NB-A收到NB-F发出的信号时，该信号的强度只为NB-A收到自身发出的信号的强度的56％，则将NB-F所对应的RSSI设置为56。如果将该对应关系保存在直接路由表中，则参见表3。

直接可达无线设备	RSSI
		A	100
B	92
		F	56
::	::

      表3

同样，图4所示网格中的其他笔记本电脑也可以相同的方法获取与自身直接连接的笔记本电脑的RSSI，保存这些笔记本电脑与RSSI的对应关系，并将该对应关系发送给与自身直接连接的笔记本电脑。比如，NB-B可以获取与自身直接连接的NB-A、NB-C及NB-I的RSSI；NB-F可以获取与自身直接连接的NB-A及NB-H的RSSI。各个笔记本电脑并将自身保存的对应关系发送给与自身直接连接的其他笔记本电脑，其他笔记本电脑再根据收到的对应关系获取与自身间接连接的笔记本电脑的RSSI，并将自身获取的对应关系发送出去，如此循环，直至所有笔记本电脑都获取到与自身间接连接的笔记本电脑的RSSI。仍以NB-A为例，如果将NB-A与自身间接连接的笔记本电脑的RSSI保存在间接路由表中，则参见表4。

间接可达无线设备	Hop数	Hop0	RSSI0	Hop1	RSSI1	Hop2	RSSI2
								C	1	B	92
M	2	B	92	I	83
								N	3	F	56	H	60	G	90

                         表4

表3中，Hop数表示从NB-A到特定笔记本电脑所要经过的中转次数。Hop0-Hopn表示中转节点，其后的RSSI0-RSSIn表示中转节点的RSSI。

由于无线的不对称性，两个直接连接的无线设备之间获取对方的RSSI值往往是不同的，比如，无线设备A接收到无线设备B发出的信号强度，与无线设备B接收到无线设备A发出的信号强度往往不同。针对这种不对称性，无线设备在收到与自身直接连接的其他无线设备发送来的对应关系时，可以将该对应关系中携带的RSSI值与自身通过分析信号强度得到的值进行比较，将较小的那个RSSI值作为当前的RSSI值，保存该RSSI值，并将其发送给与自身直接连接的无线设备。比如，在确定无线设备A与无线设备B之间的RSSI时，由于无线设备A获取无线设备B的RSSI(B)，并将其发送给无线设备B，同样，无线设备B也可以获取无线设备A的RSSI(A)，这样，无线设备B在获取其与无线设备A之间的RSSI时，就可以将这两个RSSI值进行比较，并选择较小的那个作为无线设备A和B之间的RSSI。

在获取两个无线设备之间的RSSI时，还也可以采用加权算法。仍以无线设备A和无线设备B为例，则可以取RSSI(A)和RSSI(B)的加权平均值。一般来说，可以将这两个权值都设置为0.5。

在本实施例中，所有的无线设备都是笔记本电脑，因此所有设备的发射功率都是一样的，但是，如果网格中各无线设备的发射功率不同，则在以自身信号强度为基准来折算其他无线设备的RSSI时，会出现相同的信号被不同无线设备折算出不同的RSSI值的情况。在这种情况下，由于所有无线设备的发射功率都是在802.11标准规定的范围内，因此可以设置一个功率阈值，如果无线设备的功率大于或等于该功率阈值，则可以直接以自身信号强度为基准来折算其他无线设备的RSSI；如果无线设备的功率小于该功率阈值，则在以自身信号强度为基准折算出其他无线设备的RSSI后，应将所折算出的这些RSSI再乘以自身功率与功率阈值的比值，这样得到的RSSI才能作为最终的RSSI。

当然，还可以在每个无线设备中设置一个RSSI基准值，每个无线设备在获取其他无线设备的RSSI时，都以该RSSI作为标准。这样，也可以解决因各个无线设备基准不同而造成获得的无线设备的RSSI不同的问题。

网格在发送无线设备与RSSI的对应关系时，可以是采用广播方式，将自身需要发送的信息通过网格广播出去；也可以采用组播方式，将自身需要发送的信息发送给组播地址所包含的那些无线设备；还可以将自身需要发送的信息逐个地发送给与自身直接连接的那些无线设备。

以上所述均是针对无线网格中的各个无线设备如何获取网格中其他无线设备的RSSI，下面对本发明方案的另一部分，即选择最佳路由的方法进行说明。

参见图5，本发明方案中的无线设备选择当前的最佳路由，通过以下步骤实现：

步骤501、无线设备选择经过中间节点最少的路由。

步骤502～503、无线设备判断步骤501中所选的路由是否为一条以上，如果是，则进入步骤504，否则，将该路由作为最佳路由，并结束本流程。

步骤504、无线设备根据各条可选路由的RSSI选择最佳路由。

对于步骤504来说，无线设备根据各条路由的RSSI选择当前传输信号的最佳路由具体可以为：无线设备获取每条路由的RSSI最小值，并选择RSSI最小值为最大的那条路由作为当前传输信号的最佳路由。

步骤504中，无线设备根据各条路由的RSSI选择当前传输信号的最佳路由，还可以是选择RSSI值最大的路由。对于这种选择方法，还可以进一步执行以下步骤：

A、判断当前所选路由中最小的RSSI值是否大于或等于预先设置的RSSI阈值，如果大于或等于，则将该路由作为当前传输信号的路由，否则，进入步骤B；

B、无线设备在其余可选路由中选择RSSI值最大的路由，并重新执行步骤A。

通过上述所有过程，可扩展的Ad-Hoc网格中的无线设备可以根据无线网格中各路由的信号连接强度选择最佳路由。

另外，由于可扩展的Ad-Hoc网格中各个无线设备的繁忙程度往往不同，因此在选路时还可以进一步根据各个无线设备的终端繁忙程度(TBT)进行。这时，无线设备需要先获取与自身连接的无线设备的TBT。具体来说，可以预先设置一个测试时间间隔，网格中的每个无线设备每隔该时间间隔，测试自身在该段时间内发送及接收的数据帧数、接收及发送的数据量、或本无线设备占用信道的时间，并以无线设备全部占有该段时间为基准，以此折算出自身的TBT。网格中所有无线设备在算出自身的TBT后，都将自身与该值的对应关系发送给与自身直接连接的无线设备。与自身直接连接的无线设备根据收到的对应关系获取与自身间接连接的无线设备的TBT，并将自身所保存的所有无线设备与TBT的对应关系发送出去。如此循环，直至所有无线设备都获取与自身连接的无线设备的TBT。

与发送RSSI的情况相同，无线设备可以采用广播方式，将自身需要发送的信息通过网格广播出去；也可以采用组播方式，将自身需要发送的信息发送给组播地址所包含的那些无线设备；还可以将自身需要发送的信息逐个地发送给与自身直接连接的那些无线设备。

同样，还可以通过路由宣告将自身的信息发送出去。这种情况下，由于路由宣告本身即存在路由宣告间隔，因此可以不预先设置测试时间间隔，直接将路由宣告间隔作为该测试时间间隔。

在无线设备获取所有与自身间接连接的无线设备的TBT后，无线设备可以同时根据各条路由中的RSSI及TBT来选择最佳路由。具体来说，可以根据下面的路由选择公式进行选择：

$E\left(X\right)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{\α}\·{\mathrm{RSSI}}_i+\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{TBT}}_i})$

其中，X为所要计算的路由，N为该路由的Hop数，RSSIi为第i跳中间节点的接收信号强度，TBTi为第i跳中间节点的终端繁忙程度，α为接收信号强度权重系数，β为终端繁忙程度权重系数。其中，α和β可以根据当前网格的具体情况进行设置，比如，如果当前网格连接情况不是太好，则可以将α设置为较大值，而将β设置为较小值，一般情况下，α和β可以分别取0.5。在通过上述公式算出各条路径的E(X)后，即可选择E(X)值最大的路由作为当前传输信号的最佳路由。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明方案的保护范围。

Claims (16)

1、一种无线网格的最佳路由选择方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

a.无线网格中的无线设备获取无线网格中其他无线设备的接收信号强度；

b.在选择两个无线设备之间的路由时，判断两个无线设备之间的可选路由是否为一条以上，如果是，则进入步骤c，否则，直接选择该路由，并结束处理；

c.选择中间节点最少的路由，并判断该路由是否为一条以上，如果是，则根据各条路由中各个中间节点的接收信号强度选择当前传输信号的最佳路由，否则，直接选择该路由作为当前传输信号的最佳路由。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括以下步骤：

a1.无线设备每隔预先设置的时间间隔，根据与自身直接连接的无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度，保存该发出信号的无线设备与接收信号强度的对应关系，并将该对应关系发送给与自身直接连接的无线设备；

a2.无线设备根据自身收到的对应关系，获取与自身间接连接的无线设备所对应的接收信号强度，保存该无线设备与接收信号强度的对应关系，将该对应关系发送给与自身直接连接的无线设备，判断自身是否获取所有与自身间接连接的无线设备的接收信号强度，如果是，则结束处理，否则，重新执行步骤a2，直至获取所有与自身间接连接的无线设备的接收信号强度。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤a1中，所述无线设备根据与自身直接连接的无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度包括：无线设备根据自身发出的信号强度获取自身的接收信号强度；无线设备根据其他无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度；无线设备以自身的接收信号强度为基准，折算出其他无线设备的接收信号强度。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：无线设备判断自身的发射功率是否大于或等于预先设置的功率阈值，如果大于或等于，则无线设备直接执行以自身的接收信号强度为基准折算其他设备的接收信号强度的步骤；否则，无线设备在以自身的接收信号强度为基准折算出其他无线设备的接收信号强度之后，将该接收信号强度乘以自身功率与预先设置的功率阈值的比值，并将所得值作为该无线设备的接收信号强度。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤a1中，所述无线设备根据其他无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度包括：无线设备根据其他无线设备发送来的信号获取对应的接收信号强度，并以预先设置的接收信号强度为基准，折算出其他无线设备的接收信号强度。

6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤a2中，所述无线设备在收到与自身直接连接的无线设备针对自身所发信号得到的接收信号强度时，取该接收信号强度与自身针对该无线设备得到的接收信号强度的加权平均值，并将该加权平均值作为自身与该无线设备之间的接收信号强度。

7、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤a2中，所述无线设备在收到与自身直接连接的无线设备发送来的接收信号强度时，取该接收信号强度与自身针对该无线设备计算得到的接收信号强度之间的较小值，并将该较小值作为自身与该无线设备之间的接收信号强度值。

8、根据权利要求2所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：所述无线设备将所有无线设备与接收信号强度的对应关系保存在自身的路由表中，所述无线设备向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的对应关系为，通过用于发送路由表的路由宣告发送自身保存的对应关系。

9、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无线设备以组播、广播、或单独发送的方式向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的无线设备与接收信号强度的对应关系。

10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤c中，所述无线设备根据各条路由的接收信号强度选择当前传输信号的最佳路由包括：无线设备获取每条路由的接收信号强度最小值，并选择接收信号强度最小值为最大的路由作为当前传输信号的最佳路由。

11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤c中，所述无线设备根据各条路由的接收信号强度选择当前传输信号的最佳路由包括：无线设备选择接收信号强度最大的路由，并将该路由作为当前传输信号的最佳路由。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述步骤c中，所述无线设备在将接收信号强度最大的路由作为最佳路由之前包括：

c11.判断当前所选路由中最小的接收信号强度值是否大于或等于预先设置的接收信号强度阈值，如果大于或等于，则将该路由作为当前传输信号的路由，否则，进入步骤c12；

c12.无线设备在其余可选路由中选择接收信号强度值最大的路由，并重新执行步骤c11。

13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：无线设备获取与自身连接的无线设备的终端繁忙程度TBT；步骤c中，所述无线设备进一步根据TBT选择路由；

所述无线设备获取与自身连接的无线设备的TBT包括：

1)无线设备每隔预先设置的时间间隔，根据自身在该段时间内接收和发送的数据帧数及数据量，或自身占用信道的时间，得出自身在该段时间内的繁忙程度，以自身在该段时间间隔内全部占用信道为基准，折算出自身的TBT，保存该TBT，并将其发送给与自身直接连接的无线设备；

2)无线设备收到与自身直接连接的无线设备发送来的TBT后，获取与自身直接连接和间接连接的无线设备的TBT，保存该对应关系，将该对应关系发送给与自身直接连接的无线设备，并重新执行步骤2)，直至获取所有与自身直接连接和间接连接的无线设备的TBT。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：所述无线设备将所有无线设备与TBT的对应关系保存在自身的路由表中，所述无线设备向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的对应关系为，通过用于发送路由表的路由宣告发送自身保存的对应关系。

15、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述无线设备以组播、广播、或单独发送的方式向与自身直接连接的无线设备发送自身保存的无线设备与TBT的对应关系。

16、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述无线设备根据各条路由接收信号强度的接收信号场强指示RSSI及TBT选择路由包括以下步骤：

c21.无线设备将各条路由的RSSI及TBT代入公式

$E\left(X\right)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{\α}\·{\mathrm{RSSI}}_i+\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{TBT}}_i})$

计算出E(X)值，其中，X为所要计算的路由，N为该路由的Hop数，RSSIi为第i跳中间节点的接收信号强度，TBTi为第i跳中间节点的终端繁忙程度，α为接收信号强度权重系数，β为终端繁忙程度权重系数；

c22.选择E(X)值最大的路由作为当前传输信号的最佳路由。

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