OLSR路由協(xié)議的功率補(bǔ)償機(jī)制研究

摘要：針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，研究了適合稀疏分布傳感器節(jié)點(diǎn)下的無(wú)線路由OLSR協(xié)議。并對(duì)傳統(tǒng)OLSR路由協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。在網(wǎng)絡(luò)高可靠性要求和節(jié)點(diǎn)分布不均的情況下，引入了功率補(bǔ)償機(jī)制和自主切換機(jī)制，并對(duì)改進(jìn)后的協(xié)議通過(guò)NS2進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該協(xié)議在可靠性和時(shí)延方面均有所提高，達(dá)到了提高稀疏節(jié)點(diǎn)無(wú)線路由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的目的。
關(guān)鍵詞：OLSRSR協(xié)議；稀疏路由；補(bǔ)償點(diǎn)；功率補(bǔ)償；自主切換機(jī)制

0 引言
無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多用于比較惡劣的環(huán)境，如戰(zhàn)場(chǎng)或各種地下作業(yè)，因此對(duì)節(jié)能和數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)囊筝^高，同時(shí)由于節(jié)點(diǎn)分布不均勻，多為垂直和水平分布，傳統(tǒng)的路由協(xié)議如AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing)，Gear，Leach等缺乏靈活性，且對(duì)節(jié)點(diǎn)定位要求較高。而先應(yīng)式路由協(xié)議OLSR(Optimized Link state Routing)引入了MPR選擇機(jī)制，使得其有效減少路由開(kāi)銷和保證節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)目煽啃浴?br /> OLSR是一種先驗(yàn)式路由協(xié)議，已經(jīng)被IETFMANET工作組正式公布為自組網(wǎng)路由協(xié)議的RFC標(biāo)準(zhǔn)。OLSR通過(guò)獲得的拓?fù)湫畔?，利用Dijkstra算法進(jìn)行路由計(jì)算，選擇到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的最短路徑。
雖然OLSR協(xié)議具有很多優(yōu)點(diǎn)，但研究結(jié)果表明，當(dāng)節(jié)點(diǎn)分布稀疏時(shí)，使用OLSR協(xié)議獲得的數(shù)據(jù)吞吐量大幅度下降，同時(shí)延遲也增大。因此本文將對(duì)OLSR協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，使其在稀疏節(jié)點(diǎn)環(huán)境中也能取得較好的性能。

1 OLSR路由協(xié)議的改進(jìn)
本文提出的結(jié)合功率進(jìn)行補(bǔ)償機(jī)制的改進(jìn)OLSR協(xié)議，在節(jié)點(diǎn)密集處采用傳統(tǒng)OLSR協(xié)議，在節(jié)點(diǎn)稀疏處自動(dòng)切換到改進(jìn)后的OLSR協(xié)議。
1．1 OLSR路由算法的缺陷
(1)不適應(yīng)稀疏節(jié)點(diǎn)
OLSR協(xié)議默認(rèn)節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳播半徑足夠大，保證源與目的節(jié)點(diǎn)之間存在通信鏈路使得網(wǎng)絡(luò)整體連通。但在節(jié)點(diǎn)稀疏或移動(dòng)分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕l繁改變，無(wú)法確保網(wǎng)絡(luò)的連通性及節(jié)點(diǎn)問(wèn)始終存在通信路徑。
(2)鏈路結(jié)構(gòu)不均衡
OLSR協(xié)議只有被選為MPR的節(jié)點(diǎn)才產(chǎn)生并轉(zhuǎn)發(fā)TC(TopologyControl)消息，默認(rèn)情況下的TC只包含了MPR(MultiPoint Relays)選擇者的地址信息。在每個(gè)時(shí)刻，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浼飪H僅存在MPR鏈路信息，而塒其他的對(duì)稱鏈路或者單向鏈路不會(huì)反映到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼?。OLSR協(xié)議實(shí)驗(yàn)可以得到10個(gè)節(jié)點(diǎn)情況下網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示，完整的拓?fù)鋱D如圖2所示。

由圖1可以看出，節(jié)點(diǎn)3，7，8，9均未被任何節(jié)點(diǎn)選為MPR，它們沒(méi)有TC消息可以發(fā)送，同時(shí)節(jié)點(diǎn)8只有一條鏈路可以被廣播。
節(jié)點(diǎn)8到目的節(jié)點(diǎn)只有一條可用鏈路，因此需要為這些MPR節(jié)點(diǎn)集中節(jié)點(diǎn)數(shù)為1的節(jié)點(diǎn)選擇一個(gè)備用的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)MPR節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)代替MPR節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。
1．2 稀疏OLSR路由補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)選擇算法
改進(jìn)協(xié)議針對(duì)只有一條鏈路被感知的節(jié)點(diǎn)，在Hello消息中增加一個(gè)標(biāo)志位，標(biāo)志該節(jié)點(diǎn)MPR集中節(jié)點(diǎn)數(shù)量。