[发明专利]AD HOC网络中的机会路由协议

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络技术。具体地说，本发明涉及ad hoc网络中的机 会路由协议。

背景技术

这个部分意欲提供用于在权利要求中所陈述的发明的背景或上下文。 在此的描述可以包括可以被推行的构思，但并非一定是先前已经构想过或 者推行过的构思。因此，除非在此另外指出，否则在这个部分中所描述的 内容并非是用于该申请中的说明书和权利要求的现有技术，并且不应通过 被包括在这个部分中而被认为是现有技术。

ad hoc网络可以被定义为这样的一种无线网络，即其中站或设备与其 它站或设备直接地并且不经由接入点地进行通信。ad hoc网络一般用于建 立其中不存在网络基础架构的网络。

无线网络或“空中接口”的混杂特性已经典型地被认为是对传输的妨 碍。在无线通信网络中收听其它参与方的业务被认为是干扰，这一般是要 寻求补救的。仅在最近才考虑了使用对通信网络有利的空中接口的基本广 播特性。

ad hoc网络可以很有益，在ad hoc网络中无线节点处于彼此的范围之 内并且在利用空中接口的广播特性的情况下使用彼此来对消息进行中继。 然而，典型ad hoc路由协议通常致力于发现对于连接的生存时间的一条良 好路由，而非利用在任何时刻可用的传输路径分集。

ad hoc网络中的条件一贯在演变。在高动态系统中，发现良好传输路 由是一个困难的任务。例如，衰落改变每一无线链路的条件，从而使得某 些节点即刻消失，仅一会儿之后再次出现。节点的移动性也扰乱了节点对 之间的连接性。相应地，无论在任何给定时间连接如何次优，良好路由都 经常以成为持续期望时间段的路由而结束。

某些已知系统利用空中接口的广播特性。例如，蜂窝网络通过考虑某 种信道质量指示符(CQI)而将分组从基站调度到移动终端，从而在每个 时隙，关于某种度量而选取最佳信道。然而，这种架构过于特定于蜂窝架 构，以至于无法应用于ad hoc网络中。

虽然如此，但出于若干原因，机会协议很有益。例如，这对于考虑方 形区域的简单情况很有帮助。为了在处于某些按对角线相对的角处的两个 节点(表示为s和d)之间建立连接，节点经由在方形中均匀分布的中继 而被连接。每一节点对之间的连接性受某种衰落所影响。存在两种广义类 型的路由协议，被称为被动式路由协议和主动式路由协议。主动式协议会 尝试提前标识节点之间的连接性，并且将信息存储在路由表中。被动式协 议尝试仅在连接建立时标识路由。

在其中待建立单一连接的具有静态节点的系统中，主动式协议和被动 式协议二者表现相似。协议尝试对将持续连接的长度的路由进行标识。如 果路由在连接时间期间演变，则这两种类型的协议进行不同的反应。

在连接性仅受两个固定点之间衰落所干扰的静态环境中，这些协议的 性能取决于路由有多强健。通过实现并且部署ad hoc网络的实验结果已经 表明，多数协议执行得很糟糕。例如Douglas S.J.De Couto，Daniel Aguayo， John Bicket，Robert Morris，A High-Throughput Path Metric for Multi-Hop Wireless Routing，Proceedings of the 9th ACM International Conference on Mobile Computing and Networking(MobiCom′03)，San Diego，California， September 2003(通过引用合并到此)表明：在连接性仅受两个固定点之 间的衰落所干扰的情况下，现有ad hoc协议并非执行得良好。

图1示出使用具有相关Rayleigh衰落的已知路由协议对于ad hoc网络 的仿真的结果。相关高斯过程(Correlated Gaussian process)用于生成相 关衰落分布，其于是被用于在方形中在节点之间建立连接性。假设连接性 在每一时隙上恒定。这说明信道的相干时间大于一个时隙。由于多数ad hoc 协议尝试获取具有最短跳数的路径，因此图1中绘制出每一时隙中的最短 路径长度。对于该仿真，考虑由从50个节点至100节点变化的多个节点所 占据的500m×500m方形。两个节点可以连接的距离也是可变的，并且取 决于模型。最大连接距离被设置为大约300m。