[发明专利]基于移动预测的动态多径路由算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高速移动的无线Mesh网络的基于移动预测的动态多径路由算法，属于无线通信网络技术领域。

背景技术

无线Mesh网络，即无线网状网，是新近出现的一种无线多跳网状拓扑网络，具有自组织、自管理、自愈能力。它融合了无线局域网和移动Ad Hoc网络的优势，具有较强的兼容性及互操作性，可以和多种宽带无线接入技术相结合，是无线宽带接入的一个理想解决方案。

无线Mesh网络设计中的一个关键问题是开发能够在两个节点之间提供高质量高效率通信的路由协议。目前，无线Mesh网络还没有路由协议正式标准。由于移动Ad Hoc网络是无线Mesh网络的一种特殊形态，所以在高速移动的无线Mesh网络中，路由协议可以借鉴Ad Hoc网络的路由协议。

Ad Hoc网络的路由协议大致可以分为先验式路由协议和反应式路由协议。在先验式路由协议中，不管有无通信需求，都要在网络内广播路由更新消息来掌握网路自然拓扑结构及其发生的变化，更新路由信息。源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目的节点的路由，寻路所需的时延较小。但是路由更新需要的开销较大，而且动态变化的拓扑结构可能使路由信息过时，不易收敛。反应式路由协议是一种当需要时才查找路由的路由选择方式，节点并不保存及时准确的路由信息。当源节点要向目的节点发送报文时，源节点在网络中发起路由查找过程，找到相应的路由后，才开始发送报文。反应式路由协议的开销较小，但是创建路由的时延较大。

从目前研究情况看，反应式路由是未来的发展方向，因为它能更好的适应网络拓扑的变化。但是在目前几种主要的Ad Hoc反应式路由协议如DSR、AODV、TORA中，路由发现过程仅根据路由的更新程度和路由跳数等参数进行路由选择，而没有考虑到路由质量方面的因素，这在很大程度上增加了使用不可靠路由的可能性。而在高速移动的无线Mesh网络中，每个节点都可以相互独立的自由运动，网络拓扑结构快速变化，在路由过程中已经建立的数据传输路径经常由于节点运动而断裂。当某个路径在使用过程中断裂时，就需要重新建立路由，找到相应可用的路径来恢复数据传输。这些重建路由操作极大地消耗了有限的网络资源和节点的电力能源，也容易造成网络的拥塞，同时重建路由所带来的传输延时，极大地影响了网络应用的服务质量，从而降低了网络的运行性能。于是许多研究者就提出基于稳定路由的选择机制，这种策略趋向于用长的、稳定的路径取代短的、不稳定的路径。例如，利用GPS定位信息预测两个邻节点之间链路的有效期，并将这个时间值附带在数据分组中。目前，已开发出基于GPS的定位信息具有预测机制的路由协议DV一MP、FORP等。

在无线Mesh网络中，由于各个节点都具有路由功能，因而从任何一个源节点到目的节点的路径通常会有多条。同时由于网络中节点所具有的很强的随机移动性，整个网络的拓扑结构会经常发生变化。如果能为各个节点对都建立一条或多条替换路径，整个网络的路由可靠性和容错性就会得到提高，因此，为了进一步提高无线Mesh网络的路由质量，多路路由问题逐渐成为了这两年的研究热点。现在多路路由算法的主要研究思路是在现有单路路由协议的基础上，进行一些必要的扩展，形成相关的多路路由搜索算法。

发明内容

1、一种基于移动预测的动态多径路由算法。其特征在于：所述动态多径路由算法包括如下步骤：

1)路由发现过程

当源节点S要发送分组给目的节点D时，S首先会检查它的路由缓存中是否有到D的路由。如果有的话，S就会选择合适的路由传送。如果没有的话，源节点就会发起一个路由发现过程来尝试发现一条到达目的节点的路由。

在DSR协议的路由请求信息(Route Request，RREQ)分组内扩展出节点的移动信息包括当前位置(x，y)、当前速度v、当前方向θ、传输半径r、路由生存时间域RET，令RET初始化为网络中节点之间能够保持连接的最大时间。

一个节点M收到一个RREQ后，首先判断自己是否为此RREQ的目的节点。

1.1)当节点M为中间节点时，节点M按照以下步骤处理RREQ：