[发明专利]一种基于物联网的路由改进协议

摘要

本发明提供一种基于物联网的路由改进协议包括路由探索、路由维护和路径切换，通过对现有AOMDV路由协议进行改进，将物理层的信道状态信息引入到路由层，并使用信道平均衰落持续时间作为链路稳定性的度量，联合传统的跳数度量来进行路径选择，从而可避免不必要的路由探索，此外本方案集成了路径切换机制来避免不必要的由于新的路由探索过程导致的路由控制开销，如果预测到某条当前正在使用的路径即将发生中断，则路径切换机制立即投入工作，当某条路径信道状况许可时，它们可以投入使用，而不是一有信道衰减就简单的把它们丢弃掉，这样就大大提高了信息的使用效率，因此总体的效果由于使用了此路由决策，因而更加稳定。

主权项

1.一种基于物联网的路由改进协议，其特征在于：所述路由改进协议包括路由探索、路由维护和路径切换，所述路由改进协议路由探索过程为当一个节点从其邻近的节点处接收到路由请求数据包RREQ时，首先估计此链路的链路平均衰落持续时间，然后，基于上述标准，再决定是否传递这个路由请求数据包，并相应的更新其路由表，当这个路由请求数据包最后到达终端节点时，它包含了沿途参加传递的所有节点的列表，和本条路径的RFD，此时RFD和MRFD被添加到沿途传递节点的路由表中；所述路由探索的路由表结构如下：终端节点IP地址，终端节点序列号，广告跳数，MRFD，路径列表{（下一跳IP 地址1，跳数1，RFD1），（下一跳IP 地址2，跳数2, RFD2），…….}，生存时间，路径切换休眠时间；所述MRFD作为成本函数是介于一个给定节点i 和终端节点d 的所有RFD的最大值，即，其中是节点i和d所有保存路径的列表；所述RFD为对于任一给定路径的平均衰落持续时间LFD，其定义为，其中h是链路的数量，H是路径的跳数；所述对于任一给定路径的平均衰落持续时间LFD为链路的信道平均衰落持续时间AFD；所述EAOMDV路由表中的路径切换休眠时间项是路径由于信道衰减应置于休眠的时间长度，为路径中所有链路的AFD的最大值；所述路由改进协议路由维护和路径切换过程如下：先对长度进行预测：所述预测长度阈值的选择应对预报误差提供鲁棒性，受物理层预测的延迟和从路径切换请求包起始节点到源节点的包端对端传输延迟的双重影响，阈值的设定应给路径切换请求包足够的时间，以便路径切换请求包能在路径中断发生前能被传送回源节点，对于路径切换请求包从节点j到i的长度，用从节点j到i的数据传输时间进行估计；根据链接下游节点所预测到的链路信号强度与预测长度阈值进行比较确定是否需要激发路径切换：所述路由改进协议的活动路径中的每一个节点监视着其链接的信道状态并对信道进行预测，当一个链接的下游节点预测到链路信号强度下降到低于阈值时，路经切换机制被激发，本协议将路径切换到一条质量良好的链路上去，此时此节点生成一个路经切换请求包HREQ发送给上游节点，并沿着逆向路由将此包传递回源节点，如果T_R是传输范围，则假定所有节点此值都相同，并定义R_(t)是在t时刻预测到的信号强度，R_th是特定阈值，如果预测到信号在t₀+ψ时刻高于R_th而在t₀+2ψ时刻低于R_th，即可得到信号强度在t₀+ψ时刻大于R_th的节点的最大运动速度v^maxT，当预测到衰减的链路一端的中间节点接收到路经切换请求包时，它采用预测机制来确认本链路的衰减状态，当预测的衰减被确认则继续传递此路经切换请求包，当预测的衰减被否认则将此路经切换请求包丢弃；所述路经切换请求包包含：源节点IP地址、终端节点IP地址、源节点序列号、衰减指示、AFD、和v^maxT；再使用切换表避免重复发送HREQ：所述路由改进协议每一节点维护一个本地路径切换表，路径切换表每一条目包含：源节点IP地址，源节点序列号，终端节点IP地址，和生存时间，所述生存时间用以表明什么时候本条路径又能投入使用，其值设置为通过该节点到一个特定的源节点路径上所有衰减链路的最大AFD值，当一个节点收到一个针对于某一源节点的HREQ时，它察看自己的路径切换表来寻找此源节点相关的条目，如果条目不存在，或新收到的HREQ有更长的AFD值，或此条目生存时间已过期，则路径切换表就会被更新，如果此源节点有有效的条目，并且此条目有与HREQ相同或更高的源节点序列号，则此HREQ会被丢弃；最后对HREQ进行转发：当节点接收到一个非重复的HREQ时，它首先检查其是否有到终端节点的缓存路径，如果没有，它继续转发此HREQ，否则，如果其有一条或多条到终端节点的好的缓存路径，它将此衰减路径的衰减指示标示为休眠状态，并将路由表中此路径条目的路径切换休眠时间设置为HREQ中记录的AFD值，然后丢弃掉此HREQ，如果当前使用的路径预测到了衰减，非休眠的通向终端节点的缓存路径就可以在链路中断前投入使用，此时休眠的路径继续保留， 以便在衰减结束后继续投入使用。