[發(fā)明專利]一種基于信息論的分布式無線網(wǎng)絡(luò)可信路由建立方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611173970.7
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106612523B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遲凱;袁永瓊;姜希;宋婧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W40/02;H04W40/04;H04W40/24;H04W40/32
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發(fā)明提供了一種基于信息論的分布式無線網(wǎng)絡(luò)可信路由建立方法，分布式無線網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點周期的統(tǒng)計一跳范圍鄰居節(jié)點的成功轉(zhuǎn)發(fā)概率，并計算其信任度量。在源節(jié)點發(fā)起路由請求，目的節(jié)點進行路由回復的過程中，路徑上的節(jié)點將自己統(tǒng)計的鄰居節(jié)點信任度量值匯集至源節(jié)點，源節(jié)點采用基于容量域的方法對路徑上公共節(jié)點的信任度量進行修正，最后選擇具有最優(yōu)可信度量的路徑建立路由。本發(fā)明能夠使得網(wǎng)絡(luò)中不同拓撲位置上的節(jié)點在獲取路徑上中繼節(jié)點的信任度量后進一步精確修正，使其能夠差異化選擇最優(yōu)可信路徑，避免業(yè)務(wù)分組集中到某一中繼節(jié)點造成擁塞。本發(fā)明在考慮路由的信任度量的同時兼顧網(wǎng)絡(luò)的負載均衡，提升了網(wǎng)絡(luò)端到端性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及分布式無線網(wǎng)絡(luò)可信路由建立方法。

背景技術(shù)

可信網(wǎng)絡(luò)是下一代網(wǎng)絡(luò)研究的熱點，旨在通過“主動防御”的方式來應對安全和服務(wù)質(zhì)量保證等重大挑戰(zhàn)。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)因為其去中心化，不依賴基礎(chǔ)設(shè)施，自組織的特點，在軍事、救災等領(lǐng)域有廣泛應用，然而在安全性和可靠性上Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)還存在著諸多問題，針對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的可信技術(shù)研究具有實際應用價值，信任度量模型研究是其基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

目前的信任度量模型主要包括①基于交互上下文的信任度量計算模型、②基于風險評估的信任度量模型。這些度量模型有自身的缺點，首先缺少靈活性，并且在建模過程中以各種假設(shè)為前提，使得模型在具體網(wǎng)絡(luò)中的適應性不高。其次，主要針對集中式網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，對于分布式Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)多跳通信，拓撲結(jié)構(gòu)復雜的情況缺乏良好的適應性，影響模型的可用性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于信息論的分布式無線網(wǎng)絡(luò)可信路由建立方法，綜合考慮在分布式無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的可信策略適用性與負載均衡，在建立可信路由的過程中能夠通過鄰居節(jié)點信任度量熵值的計算以及多路徑條件下采用容量域理論對信任度量進行修正，使得不同拓撲位置的節(jié)點對信任度量獲取后進一步精確修正，更加符合節(jié)點當前發(fā)送業(yè)務(wù)的需求，避免了不同拓撲位置的節(jié)點都向原始信任度量值最優(yōu)的節(jié)點發(fā)送業(yè)務(wù)分組導致該節(jié)點嚴重擁塞的情況，從而在節(jié)點選擇當前時刻最為可信的路徑發(fā)送消息的同時兼顧了網(wǎng)絡(luò)的負載均衡，提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

(1)在設(shè)定的時間周期內(nèi)，分布式無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點i統(tǒng)計一跳范圍鄰居節(jié)點j的成功轉(zhuǎn)發(fā)的分組數(shù)Num_retran，計算成功轉(zhuǎn)發(fā)概率更新鄰居節(jié)點j的信任度其中，Num_send為時間周期內(nèi)節(jié)點i發(fā)給節(jié)點j的分組數(shù)，action＝0表示鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)失敗，1代表轉(zhuǎn)發(fā)成功，H(p_ij)為熵，H(p_ij)＝-p_ijlog₂p_ij-(1-p_ij)log₂(1-p_ij)；

(2)分布式無線網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點發(fā)送路由請求消息來試圖建立路由，節(jié)點i收到路由請求消息時，如果自己是該路由請求消息的目的節(jié)點，回復路由回復消息，報告自己所有鄰居節(jié)點的p_ij和T_ij；如果自己不是目的節(jié)點，則廣播此路由請求消息；

(3)節(jié)點i收到路由回復消息，如果自己不是發(fā)起路由請求消息的源節(jié)點，則將自己所有鄰居節(jié)點的信任度量添加至路由回復消息中，并發(fā)送此路由回復消息至自己所在路徑的上一跳節(jié)點；如果自己是發(fā)起路由請求消息的源節(jié)點，則：

a.查詢路徑中的所有信任度量，若信任度量值全為正則執(zhí)行b；全為負則執(zhí)行c；同時存在正負信任度量值，則首先排除含有負信任度量值的路徑，再執(zhí)行b；

b.遍歷所有路徑上的節(jié)點，將具有相同下一跳節(jié)點j的度量形成集合如果集合為空或者只有一個元素則執(zhí)行e；集合有兩個及兩個以上元素則取其中具有最高值及次高值的兩個度量更新其中，doublepat表示兩條路徑的總信任度量，更新