基于机会路由的无线多跳网络路由设计

摘要

集中式无线通信网络由于需要事先架设必要的网络固定设施，而不能应对一些特殊的情况，无中心、快速自组织的无线多跳网络正好能弥补这一缺陷，受到越来越多的关注。
　　 无线多跳网络由于其独有的临时快速组织特点，得到当前广泛的研究和应用。典型的无线多跳网络包括：adhoc网络、延迟容忍网络、无线传感器网络、以及无线车载网络等。
　　 路由协议是研究无线多跳网络很重要的一个领域，传统的路由协议由于需要事先确定一条固定的路由路径，发送的数据都要严格按照该路径进行转发，没能有效地利用无线网络的广播特性。MIT研究学者提出一种机会路由策略，充分利用了无线通信中的广播特点，提高了网络系统的吞吐量。但目前对机会路由的研究一般都基于小规模的静态无线多跳网络，且没有考虑到节点和链路不完全可靠的情况，需要更有效、更实用的机会路由协议，为此分别引入鱼眼技术和两终端可靠性评估来改善大规模网络中存在的问题。
　　 为设计适合大规模网络的路由协议，减少链路状态更新信息，提高网络性能，提出鱼眼机会路由协议，该协议同时考虑到无线网络中的广播特性、丢包特性以及当网络规模逐渐扩大、节点移动性增强所带来的影响，在原有机会路由的基础上加入鱼眼技术，减少链路状态更新信息，并且简化了原有机会路由协议报文头结构，能更高效地进行有效数据的传输。
　　 进一步考虑到无线多跳网络中存在节点和链路不完全可靠的情况，提出一种可靠机会路由协议，在节点选择候选转发节点时，引入两终端可靠性指标评估技术对转发节点的可靠性进行评估，得出可靠转发列表，能更可靠地进行数据的传输。不仅可以单独使用，还可以与鱼眼机会路由结合，从而更好地适用于大规模移动无线多跳网络。
　　 最后通过仿真实验对鱼眼机会路由协议和可靠机会路由协议进行有效性验证，实验结果表明采用鱼眼机会路由的网络相比传统机会路由降低了传输延时，吞吐量性能得到提高，协议报文有效数据率也比传统机会路由要高；可靠机会路由由于加入了可靠转发列表，在节点和链路可靠性不断下降的情况下，相比传统机会路由仍能保证相对较好的延时和吞吐量性能。