基于链路可靠性的路由协议

链路可靠度模型是建立在随机移走模型的基础之上的。在随机移走模型中，节点的运动过程由一系列随机长度的时间段组成，该时间段被称为运动周期（movement epoch）。在一个时间段内节，节点的运动速度和运动方向保持不变。节点勿的运动属性由三个参数来确定：λn、μn和σ2n亏。下面是对这三个参数的定义和相关的假设：

　　①运动周期Tin的长度服从参数为λn的指数分布。

　　②运动周期内的节点运动速度Vin是一个均值为μn方差为σ2n的随机变量。

　　③运动周期内的节点运动方向θin；服从（0，2π）内的均匀分布。

　　④运动速度Vin、运动方向鳊和运动周期长度θin是相互独立的。

　　⑤节点的运动是不相关的，链路的失效是独立的。

　　对于两个节点间的运动，我们可以选定其中一个节点作为参考点，用另一个节点的相对位移来表示节点间的运动关系，如图所示。图中两个节点的初始位置是m1和n1，它们之间的距离是C1；在经过时间莎后，两个节点的位置是m2和n2，相互距离是C2，它们的随机移动向量是Rm（t）和Rn（t）。若以节点n为参考点，则时间t后节点勿相对于节点n的位置是m3，节点解相对于节点刀的相对随机移动向量为：Rm，n（t）＝Rm（t）—Rn（t），两个节点之间的相对运动速度可表示为：

 

图  两个节点的相对运动关系

 

　　若节点m和节点n在时刻t0的相对的移动速度为v，则在t时刻，节点m相对于节点n的移动范围可以用半径为vt的圆来表示。根据t0时刻节点m和节点n的距离C（C≤Req，Req为移动范围的最大半径），其链路可靠性可以分为三种情况：

 

 

 

 图2 Ad Hoc网络的链路可靠性

　　针对Ad Hoc网络节点间的通信链路的不可靠性，本章这里在AD0V协议的基础上进行改进，得到了一种基于链路可靠性的Ad Hoc网络路由协议：LRBA（link reliability based AODV），在路由的过程中，可以根据链路状况性选择可靠性最大的路径作为路由，从而在很大程度上减少不可靠路由对路由协议的影响并提高通信的质量。为了获取链路的可靠度，在RREQ、RREP和HELLO分组中都增加了存储节点坐标信息的域，其他节点在收到这些消息后就可根据公式（5，1）、（5．2）、（5．3）进行链路可靠度计算，并根据结果选择路由或更新路由表。

　　下面是节点收到RREQ分组后的处理步骤：

　　Step1：判断是杏重复，不重复转Step2，否则销毁RREQ转Step8；

　　Step2：更新路由请求表，转Step3；

　　Step3：获取RREQ中的节点坐标信息，获取邻表中的节点历史信息，计算链路可靠度，转Step4；

　　Step4：更新邻表和路由表中到达源节点的表项，转Step5；

　　Step5：到达目的节点则转Step7，否则转Step6；

　　Step6：查找路由表，找到到达目的节点的路由转Step7，否则转Step8；

　　Step7：构造RREP单播至上一跳节点，销毁RREQ，转Step9；

　　Step8：更新RREQ中的节点坐标信息，广播RREQ，转Step9；

　　Step9：返回。

　　下面是节点收到RREP分组后的处理步骤：

　　Step1：判断是否重复，不重复转Step2，否则销毁RREQ转Step9；

　　Step2：更新路由请求表，转Step3；

　　Step3：获取RREP中的节点坐标信息，获取邻表中的节点历史信息，计算链路可靠度，转Step4；

　　Step4：更新邻表和路由表中到达源节点的表项，转Step5；

　　Step5：到达目的节点则转Step6，否则转Step7；

　　Step6：更新路由表，销毁RREP，转Step9；

　　Step7：查找路由表，找到到达目的节点的反向路由转Step8，否则销毁RREP转Step9；

　　Step8：更新RREP中的节点坐标信息，转发RREP，转Step9；

　　Step9：返回