[发明专利]一种基于终端能量感知的改进AODV路由方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种基于终端能量感知的改进AODV路由方法。

背景技术

在无线泛在网络环境下，虚拟终端系统通过异构网络融合将网络资源进行融合和管理，并通过终端聚合重构进行业务融合，为用户提供了更多样化的业务及更高的用户体验质量。在虚拟终端系统终端侧场景下，终端间协同通信，进行系统业务的传递和整合，该系统业务流程如图1所示。在该场景下优良的终端间路由算法能够减少终端间通信延时，提高终端侧资源利用率，并为用户提供高QoS保障。

在传统的AODV路由算法中，源节点与目的节点间按照泛洪传播数据包方式进行路由寻找。在AODV算法中主要有三种控制分组数据：RREQ——路由请求、RREP——路由应答、RRER——路由错误。当两个终端节点想要进行通信时，先要查询现有路由表中是否存在到达目的节点的路由，如果由直接按照查询的结果路由路线进行数据传送，如果查询结果没有存储到达目的节点的路由路径，则源节点就会先发送一个广播的RREQ数据包，该数据包通过在邻居节点之间以泛洪广播的形式进行一步步的转发，在某个中间节点收到这个RREQ数据数据包后，这个中间节点首先要判断之前是否收到过包含相同源节点和目的节点信息的RREQ数据包。如果之前此中间节点没有收到过这个RREQ数据包，则该中间节点就会利用这个RREQ创建一个用来记录临时的从目的节点到源节点反向路径的表项。当目的节点收到这个RREQ数据包时，目的节点就会按照之前中间节点存储的表项中的路由路径给源节点发送一个RREP分组；如果在此之前已收到该RREQ数据包，则该目的节点直接丢弃该RREQ数据包。而在中间节点的路由表项中存在到达目的节点的路由信息时，则按照传输该RREQ的反向路径给源节点发送RREP消息。至此，源节点就能够根据从反向路径中传输而来的RREP数据包中获得到达目的节点的相关路由路径信息，从而得到从源节点到目的节点的路由。

在虚拟终端系统终端侧场景下，多用户单终端通过统一通信技术进行终端间协同通信，此时该终端侧协同场景等价于Ad Hoc网络场景，其场景模型如图2所示。在该场景下，终端间协同通信将系统业务进行传递和整合，通过对该协同通信网络中路由问题的优化，能够减少终端间业务延时，减少系统能量消耗，进而保证系统的可靠性。而传统AODV路由算法在路由路径寻找过程中，泛洪广播造成了很多不必要的终端节点能量消耗，也时常带来网络拥堵。

通过上述分析，虚拟终端系统终端侧场景下系统资源优化有如下要求：

(1)系统能量消耗要求。在传统的AODV路由算法中，采用系统整体泛洪，所有节点都参与泛洪，导致一些不必要终端能量消耗。在虚拟终端系统终端侧场景下，要求在寻找终端间通信路由路径时消耗尽可能少，以保证系统长时间运行。

(2)业务延时要求。在虚拟终端系统终端侧场景下，终端在协同通信网络下通过中继终端节点进行信息传递，终端间通信路径应尽可能短，即网络拓扑节点间的路由跳数应为最少，以使系统业务延时较少，来保证系统QoS。因此，在该场景下路径选择过程中如何寻找最短路由路径是需要考虑的一个重要问题。

(3)终端能量要求。在虚拟终端系统终端侧场景下，终端节点多为用户移动通信设备，具有能量有限的特点。在业务实现过程中用户希望该协同通信网络中所有设备均处于在线或待机状态，因此设备具有最小剩余能量要求。而在该场景下，进入待机状态的设备不再作为中继节点参与信息转发，所以在进行路由路径寻找过程中应对终端能量进行考虑。

目前，大多数相关研究主要集中在无线泛在网络场景下的网络层路由路径方面，没有综合考虑虚拟终端系统终端侧场景下用户终端和网络的特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提出了一种基于终端能量感知的改进AODV路由方法。本发明方法综合考虑终端侧终端能量门限值变化和网络路由的上下文环境，建立基于能量感知的改进AODV路由优化模型，并通过局部泛洪和终端能量感知策略来求得最优路由路径。该方法实现了系统传输延时的最优化和系统资源利用率最优化，简单而易于实现，具有很好的应用前景。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种基于终端能量感知的改进AODV路由方法，其步骤如下：

步骤A，建立树形拓扑网络；