基于5G的自组网系统路由选择方法及可读存储介质

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及基于5G的自组网系统路由选择方法及可读存储介质。

背景技术

D2D技术(Device to Device，指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式)作为5G核心技术的重要组成部分，能够提升5G系统的数据速率、降低传输时延和延伸网络覆盖等。自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，具有快速部署、易于安装、结构灵活等特点，被广泛应用于警察、消防、电力、海上救援等特殊领域，对移动通信网络是一种重要的补充。目前，两种网络通常是分别进行应用的，用户在使用网络时，需要自行选择路由，但选择的路由是否在当前环境下适用，是否拥有较高的网络传输效率，用户是无法得知的，导致路由的传输效率、应用灵活性较差。

5G网络拥有更高速率、更低延迟和更大容量等优点，但同时由于5G采用更高频率带来更小覆盖范围，抗干扰性和穿透能力低等缺点，自组网拥有节点互联互通，自配置，自愈合抗毁容灾行强，传输距离远以及低廉的安装成本等优点，但同时由于自组网采用多节点传输方式导致存在高延迟和网络容量低等缺点，因此5G网络和自组网具有优缺点相互兼容和互补的特点，若将二者进行融合，则可以在不同的应用环境中智能的为用户选用更加适合的路由，使5G网络和自组网充分发挥自身的优势，提升网络传输效率。

发明内容

本发明提供了基于5G的自组网系统路由选择方法及可读存储介质，能够在不同的应用环境中智能的为用户选用更加适合的路由，使5G网络和自组网充分发挥自身的优势，提升网络传输效率。

本发明提供的基础方案一：

基于5G的自组网系统路由选择方法，包括以下步骤：

S100，获取第一节点和第二节点之间，各路径的路径延时和中间节点的性能参数；

S200，根据路径延时和性能参数，计算各路径的特征值；

S300，根据各路径的特征值，选取一条路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。

进一步，所述性能参数包括业务速率和信噪比。

进一步，特征值的计算公式如下：

式中，P为路径的特征值，Ra

进一步，所述信噪比加权系数小于业务速率加权系数。

进一步，S300中，选取特征值最大的路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。

进一步，还包括S400，更新第一节点和第二节点之间，各路径的路径延时和中间节点的性能参数，并根据更新后的路径延时和性能参数，重新计算各路径的特征值；根据重新计算的特征值，选取一条路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。

进一步，S400包括：

S401，获取第一节点和第二节点的位置变化数据；

S402，根据第一节点和第二节点的位置变化数据，生成时间间隔T；

S403，经过时间间隔T后，更新第一节点和第二节点之间，各路径的路径延时和中间节点的性能参数，并根据更新后的路径延时和性能参数，重新计算各路径的特征值；根据重新计算的特征值，选取一条路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。

本发明提供的基础方案二：

基于5G的自组网系统路由选择可读存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现上述基于5G的自组网系统路由选择方法。

本发明的原理及优点在于：

1、在需要实现节点间的数据传输时，首先对两个节点之间的各个路径进行特征值分析，具体的，根据各路径的路径延时和各路径内中间节点的性能参数，计算各路径的特征值，由此，可以根据路径延时和性能参数，对该路径的数据传输效率进行评估。选择特征值最大的一条路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径，相对于随机选择一条路由路径而言，采用该方法，能够在不同的应用环境中智能的为用户选用更加适合、高效的路由，使5G网络和自组网充分发挥自身的优势，提升网络传输效率。

2、相较于采用剩余电量和环境信噪比的特征值计算方法，本方案中提供的路由选择方法适用于对于电量敏感且数据量小的物联网场景，本系统基于电量充足并且对业务速率、低延迟、大带宽敏感的应用场景而设定。

3、根据第一节点和第二节点的位置变化数据，生成时间间隔T，经过时间间隔T后，重新进行特征值的计算与路由路径的选择。其原理在于，移动通信网络中，终端和基站的位置都可能处于实时变化中，所以业务速率、信噪比和路径延迟都会实时变化，所以需要根据应用场景选择合适的间隔时间T重新计算路径特征值，选择最优的路由。由此，能够对路径进行更新，对各路径的参数也进行更新，从而对路由路径重新进行选择，提升了路由路径选择的灵活性，使用户使用的路由路径恒为最优路径，提升数据传输效率。

附图说明

图1为本发明实施例基于5G的自组网系统路由选择方法的流程框图。

图2为本发明实施例基于5G的自组网系统路由选择方法中实际应用场景的组网图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1：

基于5G的自组网系统路由选择方法，如图1所示，包括以下步骤：

S100，需要进行数据传输时，首先获取需要进行输出传输的第一节点和第二节点，并获取第一节点和第二节点之间，各路径的路径延时和各路径内中间节点的性能参数，本实施例中，所述性能参数包括业务速率和信噪比。如图2表示的cpe终端，基站、核心网和服务器组成的实际应用场景的一个组网图，终端cpe1为第一节点，目的服务器server1为第二节点，假设终端cpe1有数据要传输到目的服务器server1。

终端cpe1检测到有两条路径可以到达目的服务器server1，即路径1：cpe1通过无线网络基站bs1，再通过有线网到达目的服务器server1；路径2：cpe1通过自组网到达cpe3，cpe3通过无线到基站bs2，再通过有线网达到目的服务器server1。系统分别收集两条路径的路径延时及中间节点之间的性能参数如下，路径1：路径延迟Delay1为20ms，cpe1和bs1之间的业务速率Throughput11为60Mbps，信噪比Sinr11为25；路径2：路径延迟Delay2为30ms，cpe1和cpe3之间的业务速率Throughput21，为70Mbps，信噪比Sinr21为20，cpe3和bs2之间的业务速率Throughput22为80Mbps，信噪比Sinr22为30。

S200，根据路径延时和性能参数，计算各路径的特征值；特征值的计算公式如下：

式中，P为路径的特征值，Ra

本实施例中，根据特征值的计算公式得出路径1的特征值P1＝0.1*60+0.05*25+100*(1/20)＝12.25,得出路径2的特征值P2＝(0.1*70+0.05*20+0.1*80+0.05*30)+100*(1/30)＝12.08。

S300，根据各路径的特征值，选取一条路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。本实施例中，选取特征值最大的路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。由于路径1的特征值P1大于路径2的特征值P2，所以选择路径1作为终端cpe1到达目的服务器server1的最佳路由。

S400，更新第一节点和第二节点之间，各路径的路径延时和中间节点的性能参数，并根据更新后的路径延时和性能参数，重新计算各路径的特征值；根据重新计算的特征值，选取一条路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。S400包括：

S401，获取第一节点和第二节点的位置变化数据；

S402，根据第一节点和第二节点的位置变化数据，生成时间间隔T；当第一节点或第二节点的位置变化数据大于预设距离时，生成时间间隔T，T的取值范围为1-5秒，否则T的取值范围为5-10秒，具体的取值根据实际的应用场景进行选择。其原理在于，对于时间间隔T值，对于终端和基站移动比较小的场景取值5-10秒，对于移动的场景下，网络环境变化较大，终端和基站在移动场景下，取值1-5秒，以在保证更新频率的前提下，降低路由分析量，降低系统功耗。

S403，经过时间间隔T后，更新第一节点和第二节点之间，各路径的路径延时和中间节点的性能参数，并根据更新后的路径延时和性能参数，重新计算各路径的特征值；根据重新计算的特征值，选取一条路径作为第一节点和第二节点之间的路由路径。由此，能够对路径进行更新，对各路径的参数也进行更新，从而对路由路径重新进行选择，提升了路由路径选择的灵活性，使用户使用的路由路径恒为最优路径，提升数据传输效率。

基于5G的自组网系统路由选择可读存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现上述基于5G的自组网系统路由选择方法。

上述基于5G的自组网系统路由选择方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。