移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)基于鏈路可用時(shí)間的動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議

摘要：為了提高鏈路的穩(wěn)定性，增加路徑可用時(shí)間，提出一種應(yīng)用于移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的基于鏈路可用時(shí)間的動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議(LARP)。該協(xié)議以路徑可用時(shí)間作為路徑評(píng)價(jià)的參數(shù)，優(yōu)先選擇具有最大路徑可用時(shí)間的路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳遞。路徑可用時(shí)間反映了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)移動(dòng)對(duì)路徑穩(wěn)定性的影響，其數(shù)值取決于路徑中的最小鏈路可用時(shí)間。仿真結(jié)果表明該協(xié)議相對(duì)于動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議(DSR)，提高了路徑穩(wěn)定性，減少了路由發(fā)現(xiàn)次數(shù)，有效提高了吞吐量等網(wǎng)絡(luò)性能。
關(guān)鍵詞：移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)；鏈路穩(wěn)定性；路徑可用時(shí)間；鏈路可用時(shí)間

0 引言
移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)(MANET)是一種不依賴于任何固定設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以自由移動(dòng)，具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能，從而形成了網(wǎng)絡(luò)的多跳特性。因此，路由成為移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的核心問題。
目前國內(nèi)外有很多關(guān)于路由協(xié)議的研究。主要可以分為先驗(yàn)式路由協(xié)議和反應(yīng)式路由協(xié)議。先驗(yàn)式路由協(xié)議定期更新路由信息，對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化反應(yīng)靈敏，但是該類協(xié)議需要維護(hù)路由表并定期更新路由表信息，費(fèi)了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬。反應(yīng)式路由協(xié)議僅在需要路由時(shí)才進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)，有效節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源。但是節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致已有的鏈路發(fā)生斷裂，使已有的路徑失效，從而發(fā)啟新的路由發(fā)現(xiàn)過程。這不僅會(huì)降低數(shù)據(jù)包的成功發(fā)送率，還會(huì)帶來新的路由發(fā)現(xiàn)開銷。
因此，為了減少移動(dòng)性帶來的鏈路斷裂，提高鏈路的穩(wěn)定性，本文提出了一種基于鏈路可用時(shí)間的路由協(xié)議。該協(xié)議可以有效增加路徑可用時(shí)間，并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量等性能。

1 基于鏈路可用時(shí)間的動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議
本文提出的路由協(xié)議LARP選擇具有最大路徑可用時(shí)間的路徑進(jìn)行路由。路徑可用時(shí)間由路徑中的最小鏈路可用時(shí)間決定，而鏈路可用時(shí)間可以通過節(jié)點(diǎn)之間的相互運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行計(jì)算。另外，為了減少節(jié)點(diǎn)隨機(jī)移動(dòng)帶來的影響，通過歷史鏈路可用時(shí)間信息，預(yù)測下一時(shí)刻的鏈路可用時(shí)間。
1．1 路由選擇參數(shù)
1．1．1 鏈路可用時(shí)間
圖1呈現(xiàn)了發(fā)送節(jié)點(diǎn)s和接收節(jié)點(diǎn)r之間的相對(duì)移動(dòng)過程。假設(shè)點(diǎn)S代表節(jié)點(diǎn)s在時(shí)刻t1時(shí)所處的位置，在時(shí)間t1、t2、t3，節(jié)點(diǎn)r相對(duì)于節(jié)點(diǎn)s的位置分別為R1、R2和R3，這三個(gè)時(shí)刻s和r之間的距離分別為D1、D2和R，而這些距離可以通過無線傳播模型計(jì)算得到。節(jié)點(diǎn)s和節(jié)點(diǎn)r相
對(duì)地面的移動(dòng)速度分別為vs和vr，則以s為參照系，如圖1所示，節(jié)點(diǎn)r相對(duì)于節(jié)點(diǎn)s的相對(duì)移動(dòng)速度為v，v=vr-vs。