[發明專利]基于量子搜索思想的無線移動自組織網絡路由控制系統

有效

• 申請號: 200910097545.8
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101534538A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 孟利民;周凱
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王 兵;王利強

技術領域

本發明涉及無線移動自組織網絡路由技術，尤其是一種在網絡內 提供Qos保障的無線移動自組織網絡路由控制系統。

背景技術

移動自組網(Mobile?Ad?Hoc?Networks，簡稱為MANET)，是網絡 中的所有節點都可以移動的網絡。作為一種新型的無線通信網絡，近 年來已經引起人們的廣泛關注。由于MANET是一種自治的無線多跳 網絡，整個網絡沒有固定的基礎設施，也沒有固定的路由器，所有節 點都是移動的，并且都可以以任何方式動態地保持與其他節點的聯系， 使得MANET網絡可以廣泛應用于軍事通信、自然災害、科學考察、 海上自救、探險、傳感器網絡、緊急服務、個域網絡等等領域。

移動自組織網絡環境下，節點間的無線鏈路及由此而形成的網絡 拓撲結構隨節點的位置分布和移動、信道的變化等因素呈現出動態變 化的特性，移動自組網絡的路由技術面臨挑戰。目前，國際上根據路 由發現策略將Ad?Hoc網絡路由選擇協議分為兩大類：表驅動路由協 議和按需路由選擇協議。現已提出的MANET路由協議有許多種，如 DSR(Dynamic?Source?Routing，源路由協議)、AODV(Ad?Hoc On-demand?Distance?Vector?Routing，無線自組網按需平面距離矢量路 由協議)、OLSR(Optimized?Link?State?Routing，描述優化鏈路狀態路由 協議)、OLIVE(On-Demand?Link?Vector?Routing，按需鏈路矢量路由協 議)等。但是僅有部分協議被IETF(Internet?Engineering?Task?Force， 互聯網任務工作組)的MANET工作組認可通過，它們的路由策略基 本上是基于以上分析的按需路由協議或表驅動路由協議，因而存在路 由協議收斂性差、實時性受影響等諸多缺點。

近年來，國際上對MANET路由協議的研究日趨活躍，除了表驅 動路由協議和按需路由選擇協議，信息理論學者還提出了合作分集路 由，認為傳統路由并不是最好的路由。合作分集通過多個中繼采用廣 播傳輸發送信息，目的節點選擇許多中繼信號中最好的，或者將多個 中繼信號進行組合處理。這種路由方案必須對同一個信號經過多個路 徑傳播后的同步和定時進行嚴格處理，或者對每一條中繼的無線信道 進行處理，網絡節點計算非常復雜。

國內研究移動自組網絡最早從1999年開始，圍繞移動自組網路由 協議的研究，從2001年開始有大量的文章開始發表?；赒oS的 MANET路由協議以及MANET路由協議的跨層設計是人們關注的焦 點。服務質量(Quality?of?Service，QoS)是指網絡為用戶提供的一組 可以測量的預定義的服務參數，包括時延、帶寬、分組丟失率、能耗 和服務覆蓋范圍等，QoS路由是一種基于網絡的可用資源和業務流的 QoS要求來選擇路徑的路由機制或一種包含各種QoS參數的動態路由 協議。但是，當路由選擇的約束條件包含兩個或兩個以上的可加性參 數或包括可加性參數和可乘性參數的組合時，這種QoS路由的選擇是 NPC問題。在這種情況下，需要采用啟發式算法來尋求次優化解，因 此基于QoS的路由很難形成共性的解決方法。針對MANET網絡鏈路 的不穩定性，在協議設計時考慮了鏈路質量的因數，通過獲取協議棧 底層的參數改善網絡性能，研究人員提出了跨層設計的思想，但是其 中很多一部分都以周期廣播探幀來獲取鏈路質量，這會增加資源受限 的無線鏈路的額外開銷，同時數據傳輸將引起探幀沖突，從而導致探 幀的傳輸失敗，這些都會使測量值無法真實地反映鏈路質量。

發明內容

為了克服已有無線移動自組織網絡分布式路由算法的計算量龐 大、實時性差、網絡開銷大的不足，本發明提供一種快速收斂、實時 性強、網絡開銷少的基于量子搜索思想的無線移動自組織網絡路由控 制系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于量子搜索思想的無線移動自組織網絡路由控制系統，包 括：節點態矢量函數模型建立模塊，其中包括波矢量函數模塊和節點 態矢量函數模塊，用于設定路由的選擇指標為：網絡節點間距離、節 點剩余能量和端到端時延，建立節點態矢量函數模型可以表示為：