[發(fā)明專利]一種在無(wú)線自組織網(wǎng)中基于節(jié)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和節(jié)點(diǎn)密集程度的廣播路由選擇方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210325921.6
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN103685038A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋宇;于耀;周余;都思丹;王自強(qiáng);袁杰;李楊;趙康鏈;孔令紅;王研
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/761
• 分類號(hào): H04L12/761;H04W40/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一、技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)，針對(duì)MANET(mobile?ad-hoc?network)網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議，尤其涉及廣播路由選擇過(guò)程。

二、背景技術(shù)：

無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad-hoc)是一個(gè)沒(méi)有有線基礎(chǔ)設(shè)施支持的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，所有的節(jié)點(diǎn)都是由移動(dòng)主機(jī)構(gòu)成。它是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，此領(lǐng)域吸引了大量的科研人員的關(guān)注。該類型的網(wǎng)絡(luò)最初是應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，為了在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下分組無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的通信。由于其組網(wǎng)靈活、擴(kuò)容方便、維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)成本低、安裝快捷、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急救災(zāi)、野外勘探等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。

自20世紀(jì)70年代美軍DARPA資助研究的分組無(wú)線網(wǎng)項(xiàng)目開展以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的很多研究人員從不同的角度提出了一系列的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。這些協(xié)議主要分為兩大類：表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議和按需路由協(xié)議。表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議需要維護(hù)所有節(jié)點(diǎn)的路由表，可以迅速的找到數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂?，但網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的任何變化都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍的路由表更新，網(wǎng)絡(luò)開銷很大。這類路由協(xié)議的主要代表有DSDV(Destination?Sequenced?Distance?Vector)和OLSR(Optimized?Link?State?Routing)。而按需路由協(xié)議不需要時(shí)刻都了解和維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?，只在有傳輸需要時(shí)才進(jìn)行路徑查找與計(jì)算，如例如DSR(Dynamic?Source?Routing)協(xié)議和AODV(Ad?Hoc?On?Demand?Di?stance?Vector)協(xié)議。AODV協(xié)議是目前應(yīng)用最廣泛，綜合效果最好的路由協(xié)議之一。

在Mobile?Ad?Hoc?Networks(MANETs)中，泛洪是一種最簡(jiǎn)單的廣播機(jī)制，但它在數(shù)據(jù)傳輸中會(huì)造成很高的冗余傳輸，且由此會(huì)產(chǎn)生大量的信道的擁塞和分組的碰撞。這種被稱為廣播風(fēng)暴的現(xiàn)象極大的增加了網(wǎng)絡(luò)通信的負(fù)擔(dān)和端到端的延遲。文獻(xiàn)《A.Mohammed，M.Ould-Khaoua，L.M，Mackenzie，and?J?Abdulai，”An?Adjusted?Counter-Based?Broadcast?Scheme?for?Mobile?Ad?Hoc?Networks，″in?Proceedings?of?the?Tenth?International?Coneference?on?Computer?Modelíng?and?Simulation(EUROSIM/UKSIM?2008)，2008，pp.441-446》中提出以一定時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)接收相同廣播的數(shù)目來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)處于區(qū)域的節(jié)點(diǎn)密集程度，并以此來(lái)作為節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)廣播包的概率的依據(jù)，這樣可以大大減少?gòu)V播包的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量，又可以保證路由的發(fā)現(xiàn)。

另外，文獻(xiàn)《Enneya，N.；El?Koutbi，M.；Berqia，A.Enhanci?ng?AODV?Performance?based?on?Stati?stical?Mobility?Quantification.Information?and?Communica?tionTcchnologies，2006.ICTTA’06.2nd》中提出了使用相對(duì)速度模型來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，并以此作為路徑選擇的依據(jù)，這樣可以得到更好的傳輸路徑，但是這種方法只在路徑跳數(shù)(hops)最短的多條路徑之間進(jìn)行選擇，而拋棄了跳數(shù)大于最小跳數(shù)的那些路徑，而那些路徑很有可能使數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定可靠。

針對(duì)上述情況，本方法在AODV協(xié)議基礎(chǔ)上提出了一種新的廣播路徑選擇算法，將節(jié)點(diǎn)所處區(qū)域的密集程度與節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度同時(shí)納入考量。提出一種新的廣播轉(zhuǎn)發(fā)選擇方法，使得廣播轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程得到更加穩(wěn)定精確。

三、發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，廣播泛洪所帶來(lái)的冗余，擁塞，碰撞等的廣播風(fēng)暴問(wèn)題嚴(yán)重制約路由發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定與快速問(wèn)題，同時(shí)節(jié)點(diǎn)的快速移動(dòng)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變而使路由中斷也制約著路由發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定性問(wèn)題。本發(fā)明提出一種新的算法，同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)所處區(qū)域的密集程度(c)與節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度(mobility)對(duì)于廣播轉(zhuǎn)發(fā)概率的影響，使得節(jié)點(diǎn)可以選擇更加穩(wěn)定可靠的路徑來(lái)傳輸廣播分組。無(wú)線節(jié)點(diǎn)之間互相發(fā)送hello包，在接收hello協(xié)議包的時(shí)候統(tǒng)計(jì)變量n，get和stay，n代表此節(jié)點(diǎn)的鄰居數(shù)目，get代表一個(gè)hello周期內(nèi)新進(jìn)入此節(jié)點(diǎn)通信范圍的節(jié)點(diǎn)數(shù)日，stay代表留在節(jié)點(diǎn)通信范圍中鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目。運(yùn)用公式(1)可以計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度(mobility)。