基于鏈路可靠性的路由協(xié)議

鏈路可靠度模型是建立在隨機(jī)移走模型的基礎(chǔ)之上的。在隨機(jī)移走模型中，節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程由一系列隨機(jī)長(zhǎng)度的時(shí)間段組成，該時(shí)間段被稱為運(yùn)動(dòng)周期（movement epoch）。在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)節(jié)，節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向保持不變。節(jié)點(diǎn)勿的運(yùn)動(dòng)屬性由三個(gè)參數(shù)來(lái)確定：λn、μn和σ2n虧。下面是對(duì)這三個(gè)參數(shù)的定義和相關(guān)的假設(shè)：

　?、龠\(yùn)動(dòng)周期Tin的長(zhǎng)度服從參數(shù)為λn的指數(shù)分布。

　?、谶\(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度Vin是一個(gè)均值為μn方差為σ2n的隨機(jī)變量。

　?、圻\(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向θin；服從（0，2π）內(nèi)的均勻分布。

　?、苓\(yùn)動(dòng)速度Vin、運(yùn)動(dòng)方向鳊和運(yùn)動(dòng)周期長(zhǎng)度θin是相互獨(dú)立的。

　　⑤節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的，鏈路的失效是獨(dú)立的。

　　對(duì)于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)，我們可以選定其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn)，用另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位移來(lái)表示節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，如圖所示。圖中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始位置是m1和n1，它們之間的距離是C1；在經(jīng)過(guò)時(shí)間莎后，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置是m2和n2，相互距離是C2，它們的隨機(jī)移動(dòng)向量是Rm（t）和Rn（t）。若以節(jié)點(diǎn)n為參考點(diǎn)，則時(shí)間t后節(jié)點(diǎn)勿相對(duì)于節(jié)點(diǎn)n的位置是m3，節(jié)點(diǎn)解相對(duì)于節(jié)點(diǎn)刀的相對(duì)隨機(jī)移動(dòng)向量為：Rm，n（t）＝Rm（t）—Rn（t），兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度可表示為：

?

圖? 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系

?

　　若節(jié)點(diǎn)m和節(jié)點(diǎn)n在時(shí)刻t0的相對(duì)的移動(dòng)速度為v，則在t時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)m相對(duì)于節(jié)點(diǎn)n的移動(dòng)范圍可以用半徑為vt的圓來(lái)表示。根據(jù)t0時(shí)刻節(jié)點(diǎn)m和節(jié)點(diǎn)n的距離C（C≤Req，Req為移動(dòng)范圍的最大半徑），其鏈路可靠性可以分為三種情況：

?

?

?

?圖2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的鏈路可靠性

　　針對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的通信鏈路的不可靠性，本章這里在AD0V協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，得到了一種基于鏈路可靠性的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議：LRBA（link reliability based AODV），在路由的過(guò)程中，可以根據(jù)鏈路狀況性選擇可靠性最大的路徑作為路由，從而在很大程度上減少不可靠路由對(duì)路由協(xié)議的影響并提高通信的質(zhì)量。為了獲取鏈路的可靠度，在RREQ、RREP和HELLO分組中都增加了存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的域，其他節(jié)點(diǎn)在收到這些消息后就可根據(jù)公式（5，1）、（5．2）、（5．3）進(jìn)行鏈路可靠度計(jì)算，并根據(jù)結(jié)果選擇路由或更新路由表。

　　下面是節(jié)點(diǎn)收到RREQ分組后的處理步驟：

　　Step1：判斷是杏重復(fù)，不重復(fù)轉(zhuǎn)Step2，否則銷毀RREQ轉(zhuǎn)Step8；

　　Step2：更新路由請(qǐng)求表，轉(zhuǎn)Step3；

　　Step3：獲取RREQ中的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息，獲取鄰表中的節(jié)點(diǎn)歷史信息，計(jì)算鏈路可靠度，轉(zhuǎn)Step4；

　　Step4：更新鄰表和路由表中到達(dá)源節(jié)點(diǎn)的表項(xiàng)，轉(zhuǎn)Step5；

　　Step5：到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)則轉(zhuǎn)Step7，否則轉(zhuǎn)Step6；

　　Step6：查找路由表，找到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由轉(zhuǎn)Step7，否則轉(zhuǎn)Step8；

　　Step7：構(gòu)造RREP單播至上一跳節(jié)點(diǎn)，銷毀RREQ，轉(zhuǎn)Step9；

　　Step8：更新RREQ中的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息，廣播RREQ，轉(zhuǎn)Step9；

　　Step9：返回。

　　下面是節(jié)點(diǎn)收到RREP分組后的處理步驟：

　　Step1：判斷是否重復(fù)，不重復(fù)轉(zhuǎn)Step2，否則銷毀RREQ轉(zhuǎn)Step9；

　　Step2：更新路由請(qǐng)求表，轉(zhuǎn)Step3；

　　Step3：獲取RREP中的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息，獲取鄰表中的節(jié)點(diǎn)歷史信息，計(jì)算鏈路可靠度，轉(zhuǎn)Step4；

　　Step4：更新鄰表和路由表中到達(dá)源節(jié)點(diǎn)的表項(xiàng)，轉(zhuǎn)Step5；

　　Step5：到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)則轉(zhuǎn)Step6，否則轉(zhuǎn)Step7；

　　Step6：更新路由表，銷毀RREP，轉(zhuǎn)Step9；

　　Step7：查找路由表，找到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的反向路由轉(zhuǎn)Step8，否則銷毀RREP轉(zhuǎn)Step9；

　　Step8：更新RREP中的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息，轉(zhuǎn)發(fā)RREP，轉(zhuǎn)Step9；

　　Step9：返回

?