[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

本發明公開一種基于網絡環境的無線自組網混合式路由協議方法，應用于無線自組網技術領域，針對現有無線自組網存在的通信鏈路不穩定、帶寬受限、容量時變、能源受限等問題；本發明采用表驅動和按需驅動的混合路由模式，二跳范圍內通過周期性交換Hello信息維護拓撲，二跳范圍外通過按需路由發現建立多路由；基于局部拓撲變動程度和直連鏈路質量自適應調整Hello信息發送周期；基于包接收率評估鏈路質量，并將鏈路質量作為路由的基本度量；基于鏈路質量、下一跳負載、下一跳可用性進行路由決策；采用基于鏈路質量和節點度的MPR選擇算法；按需路由發現過程增加正向學習和反向學習，建立冗余路由。

技術領域

本發明屬于無線自組網技術領域，特別涉及一種無線自組網混合式路由協議技術。

背景技術

自組網節點之間是通過多跳數據轉發機制進行數據交換的，需要路由協議進行分組轉發決策。無線信道變化的不規則性，節點的移動、加入、退出等也會引起網絡拓撲結構的動態變化。路由協議的作用就是在這種環境下，監控網絡拓撲結構變化，交換路由信息，定位目的節點位置，產生、維護和選擇路由，并根據選擇的路由轉發數據，提供網絡的連通性。它是移動節點互相通信的基礎，因此成為當前自組網體系結構中的研究熱點。相對于傳統無線網絡而言，無線自組網這種網絡結構也有著相應的缺點，主要表現在幾個方面：通信鏈路不穩定、帶寬受限、容量時變、能源受限等。因此無線自組網的路由設計需要綜合考慮其運行的網絡環境從而進行優化。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，采用混合式路由，基于網絡運行環境調整路由協議運行參數、完成按需路由發現和路由決策，在維持較低路由開銷的情況下降低丟包率，提升傳輸效率。

本發明采用的技術方案為：基于網絡環境的無線自組織網混合式路由協議方法，

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。

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。

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，若還存在相同的DA(y)，則選擇D(y)較大的；