[發明專利]一種基于泛洪控制機制的TORA協議的自適應修復方法

有效

• 申請號: 201910897246.6
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110601899B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 張捷;張德干;劉思;邱健寧;張婷
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H04L41/0823
• 分類號: H04L41/0823;H04L41/14;H04L41/0654;H04L41/147;H04L45/28
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 劉書元

本發明提出了一種基于泛洪控制機制的TORA協議的自適應修復方法，屬于移動物聯網領域，首先將TORA的DAG中自修復節點自修復過程轉換成對最優節點最優搜尋問題，并建立公式。根據Ray?Algorithm搜尋結果，證明該搜尋結果即為搜尋最優節點過程的最優解。然后給出判定自修復的條件算法，確定自修復過程發起的條件閾值，在路徑失效前進行路徑修復，并提出確定尋優區域的算法。仿真和實驗結果均表明，該算法改善了平均端到端時延，減少了控制開銷，并提高了數據包分組交付率。

技術領域

本發明屬于移動物聯網領域，具體涉及一種基于泛洪控制機制的TORA協議的自適應修復方法。

背景技術

通信網絡的發展不僅要求實現高速傳輸數據，還要能夠根據實際情況，靈活地組建網絡拓撲，且具有生存能力。MANET是不依賴基礎設施，自組織、可重構的多跳無線網絡。與傳統無線網絡相比，它具有可臨時組建、拓撲動態變化、低成本、節點限能等特點。在搶險救災環境中，散布的節點之間的通信，依靠MANET實現。在MANET網絡中，節點的移動性，以及通信距離的限制，使得數據的傳輸，相比傳統網絡更加復雜。適用實際環境的高效路由技術的研究尤其重要。目前針對MANET的路由協議已取得一些成果，本發明主要研究搶險救災環境中使用的路由協議技術。

在科技迅速發展的過程中，自然環境遭受了不可逆轉的破壞，自然災害頻繁發生，在實施搶險救災時，原有通訊遭到破壞，為了迅速實施救災，自組建立MANET。這是一種節點被統一調配的網絡，即節點做統一性高速移動的MANET網絡。實現網絡的通訊，路由技術非常關鍵。

針對自組織網絡特點和路由需求，國內外相關研究人員和機構以避免路由環路、控制路由幵銷、動態適應網絡為目的，設計開發了不同方式的路由協議。按照路由建立方式的不同，網絡路由協議可分為先應式路由協議、按需路路協議和混合型路由辦議。典型的按需路由協議有DAR、TORA、AODV、ABR等。TORA協議是高度自適應性的分布式算法協議，為網絡的數據傳輸提供多條路由，如果路由失效，路由信息集中在路徑變化的較小范圍內。TORA協議給網絡中的節點設定高度，數據從高度大的節點傳輸到高度小的節點。當節點間的鏈路失效時，把兩個節點中的目的節點的高度值設為高于鄰居節點高度的值。因此，由于以上幾個優勢，該路由協議能夠更好地適應節點高速移動的網絡。TORA協議在搶險救災這種高速移動的網絡中廣泛應用。

在TORA路由維護的過程中，路由維護，路由刪除都是節點發現路由失效后采取的措施，在節點高速移動的網絡中，會產生極大地延時，極端情況，路由還沒有重新建立，網絡拓撲又發生了變化，而搶險救災網絡對延遲有極高的要求，所以為了避免這種情況，本發明將環境變化與路由修復建立映射關系，可以提前預測路由狀態，在鏈路失效前，提前修復路由。

發明內容

為了解決TORA路由，在DAG的路徑在失效后，才進行路由修復，引起的網絡延遲，以及擴大開銷，影響網絡生命周期等問題，提出了基于泛洪控制機制的TORA協議的自適應修復方法(AR-TORA-FCS)。目的使改善后的路由更適應搶險救災的MANET網絡。本發明首先根據網絡中節點做統一性移動的特性，將TORA的DAG中自修復節點自修復過程轉換成對最優節點最優搜尋問題，并建立公式。根據Ray-Algorithm搜尋結果，證明該搜尋結果即為搜尋最優節點過程的最優解。然后給出判定自修復的條件算法，確定自修復過程發起的條件閾值，將自修復節點修復過程與節點的距離建立映射關系，在路徑失效前進行路徑修復。為了減少控制開銷給出尋優區域定義，并提出確定尋優區域的算法。仿真結果表明，該算法改善了平均端到端時延，減少了控制開銷，并提高了數據包分組交付率。

本發明提供的基于泛洪控制機制的TORA協議的自適應修復方法，主要包括如下關鍵步驟：

第1、數學模型建立；主要包括：

第1.1、建立尋優公式；

第1.2、根據Ray-Algorithm確定搜尋結果；