[发明专利]基于泛洪约束和多度量函数的移动自组网路由构建方法

说明书

本发明涉及一种基于泛洪约束和多度量函数的移动自组网路由构建方法，包括：步骤(1)：源节点生成RREQ报文，并基于泛洪约束机制更新RREQ报文，将更新后的RREQ报文传输至目的节点；步骤(2)：所述源节点根据收到的RREP报文确定多条源节点至目的节点的有效路由；所述RREP报文为目的节点根据收到最终更新后的RREQ报文后生成并回传至源节点的报文；步骤(3)：源节点通过构建第一路由度量函数从所述有效路由中选择主传输路由，通过构建第二路由度量函数从所述有效路由中选择备份传输路由。本发明能够有效提高移动自组网的通信质量和网络资源利用率。

技术领域

本发明涉及无线自组网技术领域，特别是涉及一种基于泛洪约束和多度量函数的移动自组网路由构建方法。

背景技术

移动自组织网络是一种由移动节点组成的暂态性自治系统，支持在无固定网络基础设施的环境中迅速组网，并能根据网络环境的变化动态重组，使其在灾难救援、军事通信、临时通信等许多场景中具有不容小觑的发展前景。但是，移动自组网在节点单跳可通信的邻居节点较多时，网络拓扑结构复杂，建立通信路由时，控制开销大，资源利用率低。此外，节点根据一定的移动模型移动，导致网络拓扑结构变化频繁，当有数据需要传输时，已有的通信路由可能因为节点移动已经失效，频繁进行路由修复，造成较大网络延时和数据分组丢失，消耗大量网络资源，影响了网络性能。因此，要求移动自组网能够保证数据正确稳定地传输到目的节点，提高网络QoS性能，同时解决控制开销大，资源利用率低的问题。

路由协议是维持移动自组网正常运作的核心部分之一。针对移动自组网链路易断裂问题，从路由建立机制角度出发，现有移动自组网路由协议通常使用多路径路由协议，多路径路由协议由单路径路由协议衍生而来，单路径路由协议只在网络中寻找到一条从源节点到目的节点的有效路径，当路径失效后重新寻找新的有效路径，对于移动自组网而言，网络稳定性较差，数据传输可靠度低，无法均衡网络负载，而多径路由协议通过选出多条从源节点到目的节点的路径，将其中一条作为主路径，其他作为备份路径，在主路径失效后切换备份路径进行数据传输。相比于单路径路由协议，多路径路由协议能减少路由发现的次数，从而降低由路由发现过程造成的网络时延，提高网络稳定性。

针对控制开销大的问题，从路由更新机制角度出发，现有移动自组网路由协议主要使用反应式路由协议，反应式路由协议是当有信息需要进行发送的时候，源节点启动路由发现进程，通过路由请求、路由回复过程确定至目的节点的路由，这种路由协议不用进行周期的广播，网络开销比较小，但其路由发现过程造成的网络延时较高。

但是，现有的反应式多路径路由协议算法还存在如下问题：

第一，控制开销大，路径过度冗余。多径路由协议在路由请求过程中会产生大量的控制消息包，而且在节点单跳可通信的邻居节点较多时，建立的备份路径数量较多，部分备份路径未使用就已经失效，造成一定的资源浪费。如何建立合适的备份路径、降低路由发现过程中的控制开销是移动自组网多径路由协议要解决的关键问题之一。

第二，未兼顾路由稳定性问题。在反应式路由协议的路由发现过程中，节点通过泛洪路由请求(RREQ)报文获得至目的节点的有效路由，传统泛洪传播存在信息重叠和信息“内爆”现象,造成了大量的信息冗余和盲目的资源浪费。现有的路由协议研究针对传统泛洪传播的问题，利用各种节点信息计算转发概率值，选择概率高的节点作为中继节点以减少控制开销，但是由于移动自组网节点移动性强，与距离发送节点较远的邻节点的链路稳定性较差，易断裂。因此，需要在考虑降低控制开销的同时兼顾路由的稳定性问题。

第三，路径建立问题。现有的路由协议构建多条路径的方法可分为两种，一种节点根据一定的标准选择最优的邻节点作为中继节点，使用这种方法建立的路径局部最优，从整条路径上来看可能不是最佳的传输路径；另一种是随机选择中继节点建立路径，最后源节点根据一定标准选择最优的路径，该路径建立方法复杂度低，但由于随机选择中继节点，其建立的路径也不是全局最优路径。