[发明专利]基于可靠路径的分布式路由协议

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及Ad Hoc网络的网络层路由方法，尤其涉及一种基于可靠路径的分布式路由协议(DBRP)。

背景技术

随着便携式计算机和掌上型电脑的日益普遍，无线通信技术的迅速发展，驱使了网络协议的发展。通信技术的进步使得各种无线传输网络(如蜂窝网络和卫星网络)甚为流行，出现了WLAN，GSM，PCS，CDMA和UMTS等设备和服务，人们对“无论何时，无论何地”的个人通信提出了迫切的要求。新的网络和新的应用需求引起了对可及时应用的无线网络——Ad Hoc网络的设计和研究。Ad Hoc网络是一种不依赖于固定基础设施的、自组织的无线网络，其组网方便、快捷，不受时间和空间限制，既可应用于救援、会议、战场、探险、远距离或危险环境中的目标监控等场合，还可用于未来蜂窝末端网络的扩展。

Ad Hoc网络具有无线传输、高度的动态拓扑、无中心、多跳路由等特点，这使得许多问题变得复杂而难以实现。固定有线网络和蜂窝网络中使用的各种协议和技术无法直接应用于Ad Hoc网络。因此，自提出之日起，Ad Hoc网络就引起了各方面的巨大关注和广泛兴趣，直到现在，Ad Hoc网络中还存在着许多有待解决的问题。

Ad hoc网络路由协议可划分为前向选择和后向选择两种。前向选择，即由发送节点确定唯一的下一跳节点，完成转发，如AODV，DSR等；后向选择，则是所有邻居节点均接收数据，在众多邻居节点中，通过以传输延迟为代价的竞争，选取到目标节点代价最小的邻居作为下一跳节点，完成转发，如SSR，TORA协议等。前向选择发送节点中有明确的下一跳信息，因此无须以延迟为代价完成转发，其优点在于网络延迟小，性能优化。但在动态网络中，前向选择协议需要引入路由维护机制来确保数据的可达性。因此，其对动态网络适应性较差。而后项选择协议不确定唯一的下一跳节点，当最优下一跳节点失效时，次优节点将取代其成为竞争中的胜利者，称为转发节点。因此对于节点的失效的动态网络，后项选择有极强的适应性。但适应性的增强是以增加传输延迟为代价的。

如上所诉，尚未有一种路由算法可以适应动态网络的同时，又具有较小的传输延迟。

发明内容

本发明的目的是针对现有Ad hoc网络路由协议无法同时满足适应动态网络并且具有较小传输延迟的技术缺陷，提供一种基于可靠路径的分布式路由协议(DBRP)，这种协议是在后向选择协议SSR协议基础上，增加AODV的数据直传功能；并且针对SSR不适应节点移动的动态网络，引入了路由信息更新机制。其具体特点如下：利用节点的位置和速度信息计算获取链路的生存时间。生存时间过期后，链路立即失效，拓扑发生改变，节点中部分路由信息失效。此时，源节点从邻居节点中获取有效路由，更新失效路由。而且，在记录路由表时，将到目标节点跳数最小的、与源节点链路生存时间相对较长的邻居节点作为明确的下一跳节点，两节点间传递无需传统后向选择路由算法中的代价延迟。这样既适应节点移动的网络变化，同时也提高了传输延迟等网络性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于可靠路径的分布式路由协议，包括步骤如下：

步骤1、网络中每个节点维护一个目标节点的代价列表；

步骤2、源节点发送数据到目标节点，开启路由请求阶段，发送路由请求数据包，记录源节点ID、数据包序列号、到源节点跳数，发送节点ID、目标节点ID、节点当前位置速度信息；

其中，路由发现过程中，中间节点对路由请求包处理的具体步骤是：

(1)中间节点接收路由请求数据包DREQ，判断在步骤1记录的代价列表中是否记录了到源节点的路由信息。如果没有，执行步骤(2)；如果有，执行步骤(3)；

(2)利用数据包中数据创建到源节点的路由信息，并存储路由信息，执行步骤(5)；

(3)在路由信息中记录的序列号是否小于请求数据包的序列号。如果是，则更新路由信息，转至步骤(5)。否则，转至步骤(4)；

(4)在两者序列号相同的情况下，判断数据包中到源节点的跳数的记录是否小于路由信息中记录。如果是，则更新路由信息。否则，删除数据包；

(5)判断是否存在另一个具有相同源节点和序列号的数据包正在等待发送。如果是，则取消计时器，删除数据包；否则，转至步骤(6)；

(6)设置延迟计时器，等待发送。此处延迟时间为0到1秒随机取值；

(7)计时结束，更新到源节点的跳数、发送节点ID及其速度、位置信息的数据包域；

(8)转发数据请求包。