[发明专利]一种基于移动预测和时延预测的OLSR路由方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于移动预测和时延预测的OLSR路由方法，包括簇成员节点路由表计算过程和簇头节点路由表的计算过程，所述簇成员节点路由表计算过程为：采用卡尔曼滤波算法建立移动预测模型，并通过此模型来选择稳定性高的邻节点作为下一跳节点，以此来建立簇内成员节点路由表；所述簇头节点路由表的计算过程为：将数据包在簇头节点MAC层的排队时延作为路由选择的度量因子，通过ARMA算法建立排队时延的预测模型，以此模型来计算簇头节点的路由表。本发明方法可以减弱由于簇内成员节点高速移动带来的路由不稳定问题，同时降低簇头节点网络拥塞的概率，提升路由的鲁棒性，降低端到端时延。

技术领域

本发明涉及OLSR路由协议技术领域，具体的，涉及一种基于移动预测和时延预测的OLSR路由方法及系统

背景技术

移动Ad-hoc网络是一种无基础设施的无线网络，它因具有分布式的网络结构、动态的网络拓扑、良好的网络扩展性等特点，被广泛应用。近年来，随着物联网技术的兴起，Ad-hoc网络在民用领域展现出了广阔的应用前景。在该网络中，各个节点都能够通过无线介质与其它节点进行通信。但是当网络规模较大时，转发数据包的业务需求就会增多，转发所占用的无线资源也会相应地增多，造成网络拥塞的可能性就会增大，同时为了维护网络，节点发送控制消息的规模也会变大。为了克服这种弊端，分簇Ad-hoc网络应运而生。在分簇Ad-hoc网络中，同一簇内成员之间的通信在簇内即可完成，不同簇成员之间的通信通过簇头完成，从而在保证各簇相对独立的情况下，完成簇间的信息交互，这使得网络管理的难度降低，网络的扩展性也更好。在分簇Ad-hoc网络中，由于簇内各个节点独立运动，网络的拓扑结构始终在动态变化，在这种情况下，节点之间的通信链路不稳定，极易断开，从而造成数据传输的失败。同时由于簇头节点承担着本簇和簇外的通信任务，所以簇头节点的负载较大，当簇头网络为多跳网络时，簇头节点处的瓶颈效应就会对网络通信造成不利影响。所以分簇Ad-hoc网络中的一个重要的挑战就是在网络拓扑频繁变化的场景下实现稳定的簇内通信，同时保证簇头网络的负载均衡，这就对网络采用的路由协议提出了很高的要求。

OLSR是一种先应式路由协议，节点通过周期性地交换拓扑消息来进行路由发现和维护，并保持一张到网络中其它节点的路由表。相比于其它先应式路由协议，由于采用了MPR(多点中继)机制，OLSR协议能够有效减少控制分组的洪泛，降低网络开销。相比于反应式路由协议，由于OLSR始终保持一张到其它节点的路由表，因此在节点发送数据包时不需要发送路由发现信息，只需查表即可，这在一定程度上降低了数据包的端到端时延。但是当OLSR应用于Ad-hoc网络中时，OLSR只是周期性地更新网络拓扑信息，由于网络拓扑的动态性，当网络更新频率慢于网络拓扑变化速率时，就有可能出现因通信链路断开而造成数据包丢失的情况。同时由于Ad-hoc网络应用场景的复杂性，其对OLSR的时延性能也提出了很高的要求。因此，如何在Ad-hoc网络中提升OLSR路由协议的鲁棒性和时延性，并且使其适配于分簇Ad-hoc网络，已经引起了越来越多人的关注和讨论。