[發明專利]基于網絡環境的無線自組網混合式路由協議方法

有效

• 申請號: 202011277637.7
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112383947B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 劉強;趙江東;韋云凱;冷甦鵬
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/12;H04W84/18
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，其特征在于，Hello消息的各個組成域的設置是：將負載域設為本節點的負載，MAC發送隊列長度/總長度，取值為[0，100]；將可用性域設為本節點的可用性，剩余電量，取值為[0，100]；將Hello消息發送周期域設為本節點參數T_Hello的數值；后面為鏈路集合，包括鏈路狀態碼，鏈路消息長度，和相鄰節點接口地址；其中鏈路狀態碼包括鏈路類型、鄰居節點類型和鏈路質量，鏈路質量通過MAC統計的平均包接收率進行映射，對應鏈路狀態L_QUALITY的取值為{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}；具體方法包括：

首先，二跳范圍內通過周期性的Hello信息交互來維護拓撲，二跳范圍外通過按需路由發現建立按需的多路由；從而找出所有可用路由；

然后，從路由質量、下一跳可用性、下一跳負載三個角度對每一條路由分別按照降序打分，并將每一條路由這三個角度的分數求和，得到各條路由的總評分；

最后，若存在總評分相同的多條路由，則選擇有效時間最長的路由進行轉發；否則選擇總評分最高的路由進行轉發。

2.根據權利要求1所述的基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，其特征在于，所述建立按需的多路由的過程為：

源節點廣播Req報文；

若中間節點為Req報文的目標節點，則廣播一個TTL為1的Rep報文；否則根據MPR機制轉發Req報文；具體的：該中間節點根據MPR選擇器集合來決定是否轉發Req報文；

源節點收到Rep報文，則記錄一條到目的節點的路由。

3.根據權利要求2所述的基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，其特征在于，所述Req報文中包括：源節點的接口地址、目節點的接口地址、一個值為0的端到端鏈路狀態字段、一個路由管理消息公共頭部、一個管理報文公共頭部。

4.根據權利要求3所述的基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，其特征在于，當中間節點收到Req報文時，將Req報文的路由管理消息公共頭部中的消息序列號字段和消息源節點地址字段作為Req報文的唯一標識，查看該中間節點是否收到過相同標識的Req報文，若是，則再查看Req報文的目的節點地址是否為自己。

5.根據權利要求2所述的基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，其特征在于，針對節點y，采用改進的MPR算法得到節點y的MPR選擇器集合，具體為：

1)計算得到節點y一跳鄰居集合N和二跳鄰居集合N2；

2)計算集合N中所有節點的D(y)，D(y)為節點y一跳鄰居的個數；

3)將集合N中唯一可到集合N2某節點的節點加入到MPR集合中，刪除集合N2中通過MPR集合節點可達的節點，刪除N集合中已經被選為MPR的節點；

4)此時若僅通過MPR集合中的節點還未能到達節點y的所有二跳鄰居，則：

計算當前集合N的DA(y)，DA(y)為當前集合N中節點y對于當前集合N2的度；

計算當前集合N中每個節點的P，P＝節點可用性-本節點到該節點的鏈路質量；

5)選擇P最大的節點，如果存在P相同的多個節點，則選擇DA(y)較大的節點，若還存在DA(y)相同的多個節點，則選擇D(y)較大的節點；

6)刪除集合N2中通過MPR集合節點可達的節點，刪除N集合中已經被選為MPR的節點；

7)返回步驟4)，直到N2集合為空，最終得到節點y的MPR選擇器集合。

6.根據權利要求5所述的基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，其特征在于，當二跳鄰居集合發生變化時，或相鄰節點的負載超過關鍵節點閾值KEYNODE_TH時，則重新計算MPR選擇器集合。

7.根據權利要求6所述的基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，其特征在于，還包括：自適應調整Hello周期，具體的：

每個節點周期性地維護一個初始值為0的鄰居關系動態性指標D，每個周期內記錄自己一跳鄰居表和二跳鄰居表的變化；當節點新增或失去一個一跳鄰居時，動態性指標增加2；當節點新增或失去一個二跳鄰居時，動態性指標增加1；根據鄰居關系的動態性指標，得到鄰居關系的變動程度：穩定、輕微波動、劇烈變化，穩定、輕微波動、劇烈變化分別對應3種Hello廣播周期T_Hello：

其中，T_base為一個基礎周期，d表示輕微波動和劇烈變化這兩種變動程度的閾值。