Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由抗抖動(dòng)算法.pdf

1、作為一種新的無(wú)線通信形式，Ad hoc網(wǎng)絡(luò)以其組網(wǎng)靈活迅速等特性贏得了越來(lái)越多的關(guān)注。由于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是無(wú)中心、自組織的，路由協(xié)議成為影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于節(jié)點(diǎn)無(wú)規(guī)則的移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)常發(fā)生變化且難以預(yù)測(cè)。路由的反復(fù)建立和拆除稱為路由抖動(dòng)，路由抖動(dòng)通常會(huì)帶來(lái)較大的延時(shí)，甚至通信中斷，影響服務(wù)質(zhì)量。另一方面，移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)通常由能量有限的終端構(gòu)成，如果長(zhǎng)時(shí)間使用同一條路由(可能在某種算法下，該路由是最優(yōu)的)，會(huì)使該路由

2、上的節(jié)點(diǎn)先被耗盡能量而失效，影響網(wǎng)絡(luò)的連通性；而電量不足也會(huì)引起節(jié)點(diǎn)的傳輸距離的變化，影響鏈路的穩(wěn)定性。針對(duì)以上特點(diǎn)，本文的工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　第一，針對(duì)路由失效后路由重尋和本地修復(fù)延時(shí)大的缺點(diǎn)，提出了一種遞歸式備份多路由協(xié)議(AODV-SRM)。AODV-SRM獲取源宿間的所有節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的可用路由，并在通信過(guò)程中周期性維護(hù)。首先由源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全路由維護(hù)；如果源節(jié)點(diǎn)只有一條路由，則以遞歸方式找到一個(gè)有到宿節(jié)點(diǎn)多條子路由的中

3、繼，由該中繼維護(hù)子路由。路由維護(hù)動(dòng)作持續(xù)到業(yè)務(wù)結(jié)束。如果通信路徑失效，負(fù)責(zé)維護(hù)多路由的節(jié)點(diǎn)可立即切換至備用路由，避免了本地修復(fù)或路由重尋，減少了通信中斷時(shí)間，降低了路由抖動(dòng)對(duì)通信質(zhì)量的影響。
　　第二，針對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路不穩(wěn)定的特點(diǎn)，提出了一種基于鄰節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定度的雙向選路路由協(xié)議(AODV-NS)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別統(tǒng)計(jì)鄰節(jié)點(diǎn)在本機(jī)范圍內(nèi)的生存時(shí)間和斷續(xù)次數(shù)，以二者均衡參考選取路由。不同于傳統(tǒng)的單向?qū)ぢ穮f(xié)議，雙向選路AODV中的節(jié)點(diǎn)

4、同時(shí)選擇上游和下游鄰節(jié)點(diǎn)，充分利用鏈路的權(quán)重信息，使所選路由從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度上更為可靠。雙向選路的缺點(diǎn)是減少了獨(dú)立的可用路由數(shù)。相對(duì)于稀疏場(chǎng)景，雙向選路對(duì)較密集網(wǎng)絡(luò)中的路由抖動(dòng)現(xiàn)象有更好的抑制作用。
　　第三，針對(duì)路由抖動(dòng)和碰撞導(dǎo)致的突發(fā)性丟包，提出了一種基于跨層的多點(diǎn)協(xié)作路由協(xié)議(AODV-CLC)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)其它節(jié)點(diǎn)的消息并獲知信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度決定是否參與協(xié)作，通過(guò)多次握手建立一個(gè)三節(jié)點(diǎn)的協(xié)作組。不同于傳統(tǒng)多點(diǎn)協(xié)作協(xié)議只

5、助發(fā)數(shù)據(jù)，AODV-CLC的協(xié)作點(diǎn)為協(xié)作源提供數(shù)據(jù)和ACK的雙向助發(fā)，ACK的助發(fā)可以減少協(xié)作源不必要的重傳。為避免擁塞，每個(gè)協(xié)作點(diǎn)只為一個(gè)協(xié)作源工作；為避免協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)發(fā)生碰撞，每個(gè)協(xié)作源只選擇一個(gè)協(xié)作點(diǎn)。雖然 AODV-CLC增加了控制信息開(kāi)銷，但提高了鏈路傳輸?shù)目煽啃浴?br>　　第四，針對(duì)移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)能量易耗盡的特點(diǎn)，提出了一種根據(jù)能量消耗速率和剩余能量非線性加權(quán)的雙向選路路由協(xié)議(AODV-TEB)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)剩余能量充足時(shí)

6、，鏈路權(quán)重主要取決于節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)量，即能量消耗速率，一方面避免了過(guò)度消耗關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，一方面避免了和其它用戶爭(zhēng)搶熱節(jié)點(diǎn)而發(fā)生碰撞；當(dāng)節(jié)點(diǎn)剩余能量少時(shí)，鏈路權(quán)重主要取決于節(jié)點(diǎn)的剩余能量，盡量避免使用能量少的節(jié)點(diǎn)，延長(zhǎng)其生存時(shí)間，避免由于節(jié)點(diǎn)耗盡能量而使網(wǎng)絡(luò)被切分，從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存期。
　　AODV-NS和AODV-TEB是兩種選路原則，前者以提高路由的穩(wěn)定性為目標(biāo)，后者則更關(guān)注網(wǎng)絡(luò)生存期。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，二者可擇一使用，也可以將二者