[发明专利]一种基于服务质量感知的多路径AODV路由方法

说明书

技术领域

本发明是针对Ad Hoc网络中AODV路由协议的基于服务质量感知的多路径传输方案。它采用了源节点和目的节点之间多条节点无交叉路径同时传输；解决了因冲突域内节点间相互影响，干扰路径性能评估的问题，实现了降低泛洪请求频率、平衡网络负载的功能，并补偿了移动Ad Hoc网络的动态特性和不可预测性，属于移动Ad hoc网络路由技术领域。

 

背景技术

关于多径传输的路由协议，按照路径生成方式的不同，主要有如下两种：

(1)链路不相交多路径：指各条路径相互之间没有任何共享链路，但是，可能会有共享的节点，即可能是节点相交的多路径。

(2)节点不相交多路径：指各条路径除了共享源节点和目的节点之外，相互之间在没有任何其他的共享节点；

这两种多路径生成方式适用于不同需求和状态的Ad Hoc网络。链路不相交多路径的产生条件较为宽松，在仿真实验中产生的可选路由数较多。但是在规模较小的Ad Hoc网络中有时会生成过多可选路径，从而产生大量开销；节点不相交多路径产生的条件较为苛刻，产生的可选路由数较前者少得多，但是它能够保证各条链路的中断相互独立、互不影响；在数据传输量不是太大的中小型规模的Ad Hoc网络中，相对较小的路由应答开销和多路径间的独立性正是它所需要的，并且节点不相交多路径还能够保证网络的载荷平衡性能。

针对AODV的多径传输，现有的主流思想之一为Ad Hoc按需多径距离矢量路由协议(Ad Hoc On-Demand Multipath Distance Vector, AOMDV)，它是在AODV路由协议的基础上扩充而成的链路不相交多路径路由协议。AOMDV的多条通信路径是在源和目的两个通信节点之间建立的，通信时同时使用多条路径。虽然与AODV相比，AOMDV极大地提高了移动Ad Hoc网络的传输性能，但是却不能保证各条链路的中断相互独立；有时会生成过多的可选路由，不仅因为大量RREP的转发造成网络资源的消耗，还会因为数据分流过度影响数据流处理速度。尤其是在中小型网络中，AOMDV会产生过多的应答开销，并且无法保证所选路径间的相对独立性。

在移动Ad Hoc网络中，由于无线网络的带宽有限性以及链路层对于多径传输的影响，节点在无线媒介上进行通信时，必须考虑无线干扰的问题，即在一定的冲突域内，一条路径上数据的发送可能会影响到另一条路径的信息发送，消耗其相应的带宽等有限资源，AOMDV中也没有考虑到提高服务质量的重要性。

 

发明内容

本发明的目的是，提出一种应用于中小型移动Ad Hoc网络中，保证无线通信的服务质量的多路径路由方法，它不仅极大地提高了网络的吞吐量，还减弱了无线媒介和节点移动性对于通信质量的影响，同时还保证了网络负载的均衡。

图7是传统的AODV流程图，当前节点收到路由请求报文后，无论是否是目的节点，对于同一个请求报文，只应答一次；源节点选择收到的第一个应答报文对应的路由作为传输路径。图8是运用了本发明的基于服务质量感知的多路径AODV路由方法，两者相比，图8主要是修改了节点对请求的处理模块、应答处理模块并增加了数据分流模块。

下面给出对修改及新增模块功能的具体说明。

请求处理模块：

本模块主要是区别中间节点和目的节点对请求报文的处理方式、增加HELLO报文和邻居列表存储的信息。对于中间节点来说，若重复收到一个路由请求，则丢弃；对于目的节点来说，无论是否是重复接收，一概给予回复。把HELLO报文的预留字段设置为本节点已使用带宽值；把邻居列表的预留字段设置为对应邻居节点的已被占用的带宽值。

应答处理模块：

本模块主要增加了应答报文携带的信息和路由表中的信息。将路由应答报文中的预留字段设置为相应路由的可用有效带宽值；将路由表中的预留字段设置为对应路由的等级值。

第j条可行链路的应答报文中，记录的该路径的可用有效带宽，计算过程如下所述：

首先，取一跳邻居节点的通信范围作为冲突域，在此范围内如果有节点正在通信，那么其他节点的可用有效带宽都会受到影响，则节点n处可用有效带宽值为：

其中，为当前节点的最大可用带宽值，为节点n的一跳邻居节点集，为节点i此时已被占用的带宽值，表示节点n 处可用有效带宽值。

其次，对于每一条可行路由，其可用有效带宽为：