結(jié)合擁塞控制和能量均衡策略dsr路由協(xié)議
鄔春學(xué)，宋蘭中，王佳炳
上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海200093）
摘 要：為了改善ad hoc網(wǎng)中擁塞狀況，提高網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，通過分析dsr協(xié)議，利用對(duì)節(jié)點(diǎn)擁塞和能量狀態(tài)的劃分，提出了一種結(jié)合擁塞控制和能量均衡的ce-dsr路由協(xié)議。ns-?,進(jìn)行仿真表明，新策略不但減輕了網(wǎng)絡(luò)的擁堵程度，而且延長了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。改進(jìn)后的ce-dsr路由協(xié)議性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的dsr路由協(xié)議性能。最后給出了改進(jìn)后的ce-dsr協(xié)議在移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效果。
關(guān)鍵詞：ad hoc網(wǎng)絡(luò)；dsr路由協(xié)議：擁塞控制；能量均衡
中圖分類號(hào)：tp 393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a
l 引 言
ad hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動(dòng)終端組成的一個(gè)多跳的臨時(shí)性自治系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端具有路由和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以通過無線連接構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｋ奶攸c(diǎn)是：獨(dú)立組網(wǎng)、無中心、自組織、多跳路由，動(dòng)態(tài)拓?fù)涞取Ｉ鲜鎏攸c(diǎn)使得自組織網(wǎng)成為無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域最集中研究的熱點(diǎn)。
從ad hoc岡絡(luò)的定義可知，他與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)不同，傳統(tǒng)的路由協(xié)議不適用于ad hoc網(wǎng)。由于ad hoc網(wǎng)中帶寬和節(jié)點(diǎn)能量有限，在鏈路上的擁塞和網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間短是網(wǎng)絡(luò)性能下降的主要原因。目前的ad hoc路由協(xié)議都不是很****，設(shè)計(jì)出符合ad hoc網(wǎng)的路由協(xié)議是很多研究者的孜孜追求。然而，一般對(duì)路由協(xié)議的改進(jìn)只是針對(duì)某一個(gè)方面，比如只改進(jìn)擁塞方面，或者只改進(jìn)能量均嘶方面。本文將結(jié)合擁塞控制和能量均衡技術(shù)來改 進(jìn)傳統(tǒng)的dsr路由協(xié)議使其擁有廣泛的應(yīng)用前景。
2傳統(tǒng)dsr協(xié)議分析
dsr協(xié)議是一種按需動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議，可找到從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的多條路徑。dsr協(xié)議主要由路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)2部分組成，本文著重點(diǎn)在路由發(fā)現(xiàn)，下面只介紹路由發(fā)現(xiàn)具體實(shí)現(xiàn)過程。
1)路由發(fā)現(xiàn)路由實(shí)現(xiàn)過程，如圖l所示。
圖1路由實(shí)現(xiàn)過程
當(dāng)源節(jié)點(diǎn)s要向目的節(jié)點(diǎn)d發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先產(chǎn)生路由請(qǐng)求分組rreq，格式如下：
當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到rreq消息時(shí)，按以下步驟處理：
step 1 查看rreq消息中的(源節(jié)點(diǎn)地址，rreq id)是否在自己的新近請(qǐng)求記錄中，若在，則丟棄rreq，否則將此請(qǐng)求加入新近路由記錄中。
step 2查看自己的地址是否在rreq消息的路由記錄中，若在，丟棄rreq，否則處理step 3。
step 3查看目的節(jié)點(diǎn)地址是否與自己的地址匹配，若匹配，則向源節(jié)點(diǎn)回應(yīng)路由應(yīng)答( rrep)消息，否則處理step 4。
step 4將自己添加到路由記錄中，繼續(xù)廣播rreq消息。這樣，由源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的rreq消息在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)，直到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)或知道該怎么到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的中間節(jié)點(diǎn)。目的節(jié)點(diǎn)或中間節(jié)點(diǎn)沿路由記錄中記錄的路由反轉(zhuǎn)后的路由將rrep消息發(fā)送給源節(jié)點(diǎn)（這里假設(shè)鏈路為雙向鏈路）。這樣就建立了多條從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑。例如，在圖l中，在源節(jié)點(diǎn)s和目的節(jié)點(diǎn)d之間會(huì)建立路徑s—a-c—f-d和s-a-c-e-d。
2) dsr協(xié)議缺點(diǎn)dsr協(xié)議沒有考慮鏈路的擁塞狄況和節(jié)點(diǎn)的能量狀況。例如：當(dāng)節(jié)點(diǎn)e處于擁塞狀態(tài)或能量不足時(shí)，而f節(jié)點(diǎn)擁塞較輕和能量充足，就不應(yīng)該再讓e節(jié)點(diǎn)參與轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求報(bào)文( rreq)，否則，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有可能出現(xiàn)擁塞狀態(tài)或網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間短。
3dsr協(xié)議改進(jìn)
從傳統(tǒng)的dsr協(xié)議可以看出，它的路由過程是不考慮當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的擁塞狀況和能量狀況，從而很容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞和減少網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，因此，本文從此點(diǎn)出發(fā)優(yōu)化dsr協(xié)議。
為了讓路由協(xié)議對(duì)狀態(tài)不同的節(jié)點(diǎn)做出不同的響應(yīng)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行劃分。
1)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)劃分
①網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞級(jí)別的劃分將節(jié)點(diǎn)的擁塞級(jí)別劃分為3個(gè)級(jí)別：c-norm |
