[发明专利]Ad hoc网络基于博弈论的按需距离矢量路由协议

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络通信领域的路由实现方法，具体地说，涉及一种Ad hoc网络基于博弈论的按需距离矢量路由协议。

背景技术

Ad hoc 网络是一种由若干个具有接收和发送功能的节点构成的无固定的组网设备、多跳传输数据、节点自适应组网的对等式网络。在这种网络中，没有中心控制节点，每个节点地位平等，可以任意移动，并且可以以任何方式动态地保持与其它节点的联系。与需要基础设施的无线网络相比，Ad hoc网络不需要依赖任何固定的网络基础设施就能够实现快速地自动组网，这样就比传统的无线网络更加便捷、灵活、投资廉价，且抗毁性强。Ad hoc网络作为移动网络的一种特殊形式，由于它不需要固定的基站，各节点均可以自由移动，且能实现动态的链接，加上其具有生存性极强、创建与移动极为方便的特点，弥补了蜂窝系统与有线网络的不足，在许多特殊情况下有着不可替代的作用，可以广泛应用于国防战备、航海航空、灾难援救、偏远地区等一些无法得到有线网络支持或只需要建立临时通信的环境。因此，Ad hoc网络在军事和民用通信领域都拥有非常广阔的应用前景。由于Ad hoc网络不依赖任何预先设置的基础设施进行通信，网络中的每个节点不仅是信源或者信宿，同时还要充当路由器对数据包进行转发，要使得其节点能够动态的任意移动，这就要求移动设备尽量小型化。Ad hoc网络是一个能量受限的系统，移动节点大多以电池作为动力，与固定有源节点相比，Ad hoc网络中节点能量供给具有高成本和短时特性，其网络特性与能量消耗密切相关。如何节约和有效地利用节点的有限能量，是Ad hoc网络在实际应用中遇到的一个不可避免而又急待解决的问题。而且这些路由协议在路由过程当中都是假设节点会无偿地转发路由分组，但是实际中的网络并不像理论分析中那样遵循预定的机制进行通信，而是存在许多自私节点。所谓自私节点，就是为了保存自身能量以延长工作寿命而不积极参与网络分组转发甚至路由发现和路由维护的节点。Ad hoc网络中的每个节点都是理智的，都会为了节约自身的资源而不愿意转发与自身无关的分组，因此就表现出 自私性。也正是由于节点这种潜在的“自私”行为，每个节点在决策时都必须考虑其它节点对自己即将做出的行动的反应，也就是说，每个节点的决策将依赖于网络中其它节点（尤其是邻居节点）的行为。

Ad hoc网络已经成为近年来国际上前沿和热点的研究领域，并成为无线网络通信技术的一个新的发展方向。路由协议是确保Ad hoc网络运行的关键，作为Ad hoc网络研究领域的热点之一，其研究一直受到广泛地关注。在传统的Ad hoc网络路由协议中，主要以路径经过转发数据的节点的多少作为设计的标准来选择最小跳数的路由，最小跳数路由大多数情况下并不能提供最大的吞吐量，并且由于使路由跳数的最小化导致每一跳传输距离的最大化，从而导致接收端信号强度的最小化和无线链路丢包率的最大化，给网络带来不必要的重传和拥塞。由于忽视了网络中终端节点的能量有限，很有可能导致网络中存在多条最小跳数路径均选择一个关键节点来频繁转发数据，致使该节点能量迅速耗竭。由于关键节点过早地停止工作，网络出现分割。分割之后的网络，使得很多节点需要发送数据时无法找到到目的节点的有效路径，从而寻找路由和数据传输失败，网络的整体性能也随之迅速下降。这种现象在以缺乏持续供电设备为特点的Ad hoc网络中尤其突出。

发明内容

本发明的目的是提供一种根据节点信誉度和能量剩余值来选择链路的Ad hoc网络基于博弈论的按需距离矢量路由协议。

Ad hoc网络基于博弈论的按需距离矢量路由协议，包括下列步骤：

1）各个节点通过监控邻居节点的接发报文数，建立信誉度监控机制；

2）源节点选择至少一个邻居节点发送包括信誉度门限值、能量状态门限值和路由基本信息的路由请求数据包； 

3）邻居节点根据数据包中路由基本信息判断是否处理过相同路由请求数据包：

如果是，则丢弃该路由请求数据包；

如果不是，则节点根据路由请求数据包中路由基本信息更新路由表；

4）邻居节点根据路由基本信息判断自己为目的节点或者中间节点：

如果该节点为目的节点，则从路由表中选择自身状态效用值最大的链路，向源节点单播包含多个参数的响应报文；