申请/专利权人：北京交通大学

申请日：2022-05-31

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN115001999B

主分类号：H04L43/08

分类号：H04L43/08;H04L43/10;H04W84/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.09.20#实质审查的生效;2022.09.02#公开

摘要：一种无线自组网络中的网络状态检测方法，包括步骤：1节点识别、2网络测试结果计算、3定时时间计算。具有以下特点：1节点识别获取IP信息；2自动化定时测试，降低随机性；3冲突避免：测试任务不产生转发冲突的前提下，使得任意两个节点之间的网络质量得到检测。实现的技术效果有：1节点对自组网络中其他节点进行识别，并自动化的生成测试任务进行测试，免去了手动配置的复杂流程；2根据网络的变化频率，优化节点间的测试时间，进而优化测试结果的及时性；3节点会对时间段内的测试结果进行汇总，对该时间段内的网络质量做出合理的评估。

主权项：1.一种无线自组网络中的网络状态检测方法，其特征在于，包括步骤：1节点识别：选取某一节点采用命令模式启动，其余节点采用普通模式运行，所有节点向约定的组播IP地址发送一则上线通知报文，通过接收解析该组播上线通知，所有节点分别获知其它节点的IP地址及其运行状态并记录，由此自组网络中的节点完成对其他节点的识别工作；2网络测试结果计算：通过设置定时时间的方式，使得在一个时间段内，两节点间可以重复执行数次任务，测试结果包括延时、抖动、带宽、丢包率，节点将时间段内每次测试所得的测试结果计算平均值，进而计算得到时间段内的总体的网络质量，降低测试结果的随机性；3定时时间计算：完成步骤2的一次测试任务之后，将本次测试结果与历史测试结果进行比较计算，当本次测试的结果出现了明显的波动时，记录下本次波动与上一次波动发生的时间差，重新计算平均近似变化时间，并得出合适的下一次预估测试时间，待预估时间到达时，在待测试节点间发起测试，在一个时间段内，将某节点将与其他节点进行多次测试，根据多次测试结果对节点间网络质量进行评估；其中，步骤2中测试结果各参数的计算具体步骤为：测试节点间的带宽，即单位时间传输的字节数时，采用TCP传输方式进行测试，发送方向接收方循环的发送字节流，接收方在循环接收时统计每个单位时间内接收到的字节数，在字节流接收完毕后，对每单位时间接收到的字节数求平均，得到对网络带宽的估值；测试节点间的延迟时，采用UDP传输方式进行测试，在发送的UDP数据包中插入包头信息，记录下发送时刻；接收端接收到数据包后，记录下接收时刻，再解析出包头的发送时刻，由接收时刻和发送时刻即可得到每个数据包的传输延迟，即每个数据包的延迟＝接收时刻-发送时刻；测试节点间的抖动是在测试延迟的基础上完成的，抖动是指每个数据包传输延迟的变化程度，通过对相邻接收的数据包的延迟之间差值的绝对值进行累加，其中，抖动＝|该数据包延迟-前一个数据包延迟|，进而求得接收到的每个数据包之间的平均抖动；测试并估算节点间的丢包率时，采用UDP传输方式进行测试，发送方在UDP数据包的包头中插入序号，接收方根据接收到的UDP数据包的序号，计算实时的丢包率，计算方法如下：1若到达的数据包的编号＝最大编号+1，即按序到达，最大编号数+1；2若到达的数据包编号最大编号+1，即失序，超前到达，判定从最大编号+1起始的数据包至当前到达的数据包编号-1的数据包全部丢失；丢失的数据包总数目加上当前数据包编号与历史最大数据包编号之差；最大数据编号更新为当前接收到的数据包编号；3若到达的数据包编号最大编号+1，数据包失序，晚送达，丢失的数据包总数-1；丢包率＝丢失的总数据包数最大数据包号；其中，步骤3具体包括：设置初始状态，包括：网络质量测试的总次数sum_count＝0；第一次测试的时间first_test_time＝0；检测到网络状态变化的次数change_count＝0；上一次检测到网络状态变化的时刻为last_change_time＝0；检测网络状态变化的平均时间间隔average_change_time＝0；第一步，根据本次测试的测试结果与前一次测试的测试结果比较判断当前网络状态是否发生变化，判断的依据为：1如果进行了网络带宽的测试，则分别计算网络带宽、延时、抖动的变化程度：前一次测试测得的带宽为last_bandwidth；前一次测试测得的抖动为last_jitter；前一次测试结果测得的延时为last_delay；测试结果的带宽、抖动、延时分别为:bandwidth,delay,jitter带宽的变化程度为:时，认为网络状态发生了变化；否则：只有当本次测试的延时与前一次测试测得的延时满足： 或当本次测试的抖动与前一次测试测得的抖动满足： 当测试结果相比上次测试的结果变化大，判断网络状态发生了变化，否则认为网络状态平稳；无论判断得到的网络状态是否发生变化，都将对测试次数和测试结果进行累加，当测试次数为1时，记录第一次测试的时间，并计算平均测试结果；第二步，若网络状态未发生变化，则直接执行第三步；当判定得到网络状态发生了变化时：1这次网络变化是系统启动后第一次检测到,对测试记录做以下处理：change_count＝1last_change_time＝当前时间average_time＝当前时间-first_test_time记网络变化次数为1次，并记录这一次测试的完成时间与第一次测试时间的时间间隔为平均变化时间，记录下这一次测试的完成时间为最后的网络变化时刻；2这次网络变化为在该时间段内复数次检测到，进行以下处理：两次变化的时间间隔：time_divide＝当前时间-last_change_time检测到变化的平均间隔时间为： change_count＝change_count+1last_change_time＝当前时间将这一次测试的完成时间与最后的网络变化时刻的时间间隔记为一次网络变化时间，并与捕捉到的网络变化次数和平均捕捉到网络变化时间一起计算出新的平均变化时间，且网络变化次数进行累加；第三步，根据计算得到的网络平均变化时间预测下一次网络发生变化的时间：检测到网络发生变化的时间，不能代表网络实际发生变化的时间，需检测得到的平均变化时间对网络状态进行预测，将网络实际发生变化的时间看作一个在[0,平均变化时间]上均匀分布的随机变量；取此随机变量的期望作为预测下一次网络发生变化的时间间隔值： 定时时间t＝当前时刻+t0若网络状态并没有发生过变化，则加上固定的定时时间间隔。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京交通大学 一种无线自组网络中的网络状态检测方法

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