[發明專利]基于可靠路徑的分布式路由協議

有效

• 申請號: 200910091276.4
• 申請日: 2009-08-17
• 公開（公告）號: CN101662811A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 張軍;徐楨;馬贊;徐鵬程
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及Ad?Hoc網絡的網絡層路由方法，尤其涉及一種基于可靠路徑的分布式路由協議(DBRP)。

背景技術

隨著便攜式計算機和掌上型電腦的日益普遍，無線通信技術的迅速發展，驅使了網絡協議的發展。通信技術的進步使得各種無線傳輸網絡(如蜂窩網絡和衛星網絡)甚為流行，出現了WLAN，GSM，PCS，CDMA和UMTS等設備和服務，人們對“無論何時，無論何地”的個人通信提出了迫切的要求。新的網絡和新的應用需求引起了對可及時應用的無線網絡——Ad?Hoc網絡的設計和研究。Ad?Hoc網絡是一種不依賴于固定基礎設施的、自組織的無線網絡，其組網方便、快捷，不受時間和空間限制，既可應用于救援、會議、戰場、探險、遠距離或危險環境中的目標監控等場合，還可用于未來蜂窩末端網絡的擴展。

Ad?Hoc網絡具有無線傳輸、高度的動態拓撲、無中心、多跳路由等特點，這使得許多問題變得復雜而難以實現。固定有線網絡和蜂窩網絡中使用的各種協議和技術無法直接應用于Ad?Hoc網絡。因此，自提出之日起，Ad?Hoc網絡就引起了各方面的巨大關注和廣泛興趣，直到現在，Ad?Hoc網絡中還存在著許多有待解決的問題。

Ad?hoc網絡路由協議可劃分為前向選擇和后向選擇兩種。前向選擇，即由發送節點確定唯一的下一跳節點，完成轉發，如AODV，DSR等；后向選擇，則是所有鄰居節點均接收數據，在眾多鄰居節點中，通過以傳輸延遲為代價的競爭，選取到目標節點代價最小的鄰居作為下一跳節點，完成轉發，如SSR，TORA協議等。前向選擇發送節點中有明確的下一跳信息，因此無須以延遲為代價完成轉發，其優點在于網絡延遲小，性能優化。但在動態網絡中，前向選擇協議需要引入路由維護機制來確保數據的可達性。因此，其對動態網絡適應性較差。而后項選擇協議不確定唯一的下一跳節點，當最優下一跳節點失效時，次優節點將取代其成為競爭中的勝利者，稱為轉發節點。因此對于節點的失效的動態網絡，后項選擇有極強的適應性。但適應性的增強是以增加傳輸延遲為代價的。

如上所訴，尚未有一種路由算法可以適應動態網絡的同時，又具有較小的傳輸延遲。

發明內容

本發明的目的是針對現有Ad?hoc網絡路由協議無法同時滿足適應動態網絡并且具有較小傳輸延遲的技術缺陷，提供一種基于可靠路徑的分布式路由協議(DBRP)，這種協議是在后向選擇協議SSR協議基礎上，增加AODV的數據直傳功能；并且針對SSR不適應節點移動的動態網絡，引入了路由信息更新機制。其具體特點如下：利用節點的位置和速度信息計算獲取鏈路的生存時間。生存時間過期后，鏈路立即失效，拓撲發生改變，節點中部分路由信息失效。此時，源節點從鄰居節點中獲取有效路由，更新失效路由。而且，在記錄路由表時，將到目標節點跳數最小的、與源節點鏈路生存時間相對較長的鄰居節點作為明確的下一跳節點，兩節點間傳遞無需傳統后向選擇路由算法中的代價延遲。這樣既適應節點移動的網絡變化，同時也提高了傳輸延遲等網絡性能。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于可靠路徑的分布式路由協議，包括步驟如下：

步驟1、網絡中每個節點維護一個目標節點的代價列表；

步驟2、源節點發送數據到目標節點，開啟路由請求階段，發送路由請求數據包，記錄源節點ID、數據包序列號、到源節點跳數，發送節點ID、目標節點ID、節點當前位置速度信息；

其中，路由發現過程中，中間節點對路由請求包處理的具體步驟是：

(1)中間節點接收路由請求數據包DREQ，判斷在步驟1記錄的代價列表中是否記錄了到源節點的路由信息。如果沒有，執行步驟(2)；如果有，執行步驟(3)；

(2)利用數據包中數據創建到源節點的路由信息，并存儲路由信息，執行步驟(5)；

(3)在路由信息中記錄的序列號是否小于請求數據包的序列號。如果是，則更新路由信息，轉至步驟(5)。否則，轉至步驟(4)；

(4)在兩者序列號相同的情況下，判斷數據包中到源節點的跳數的記錄是否小于路由信息中記錄。如果是，則更新路由信息。否則，刪除數據包；

(5)判斷是否存在另一個具有相同源節點和序列號的數據包正在等待發送。如果是，則取消計時器，刪除數據包；否則，轉至步驟(6)；

(6)設置延遲計時器，等待發送。此處延遲時間為0到1秒隨機取值；

(7)計時結束，更新到源節點的跳數、發送節點ID及其速度、位置信息的數據包域；

(8)轉發數據請求包。