OLSR路由協(xié)議的功率補償機制研究

摘要：針對物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳感器監測系統，研究了適合稀疏分布傳感器節點(diǎn)下的無(wú)線(xiàn)路由OLSR協(xié)議。并對傳統OLSR路由協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。在網(wǎng)絡(luò )高可靠性要求和節點(diǎn)分布不均的情況下，引入了功率補償機制和自主切換機制，并對改進(jìn)后的協(xié)議通過(guò)NS2進(jìn)行了仿真實(shí)驗。實(shí)驗結果表明，該協(xié)議在可靠性和時(shí)延方面均有所提高，達到了提高稀疏節點(diǎn)無(wú)線(xiàn)路由網(wǎng)絡(luò )系統性能的目的。
關(guān)鍵詞：OLSRSR協(xié)議；稀疏路由；補償點(diǎn)；功率補償；自主切換機制

0 引言
無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)多用于比較惡劣的環(huán)境，如戰場(chǎng)或各種地下作業(yè)，因此對節能和數據可靠傳輸的要求較高，同時(shí)由于節點(diǎn)分布不均勻，多為垂直和水平分布，傳統的路由協(xié)議如AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing)，Gear，Leach等缺乏靈活性，且對節點(diǎn)定位要求較高。而先應式路由協(xié)議OLSR(Optimized Link state Routing)引入了MPR選擇機制，使得其有效減少路由開(kāi)銷(xiāo)和保證節點(diǎn)傳輸的可靠性。
OLSR是一種先驗式路由協(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標準。OLSR通過(guò)獲得的拓撲信息，利用Dijkstra算法進(jìn)行路由計算，選擇到達目的節點(diǎn)的最短路徑。
雖然OLSR協(xié)議具有很多優(yōu)點(diǎn)，但研究結果表明，當節點(diǎn)分布稀疏時(shí)，使用OLSR協(xié)議獲得的數據吞吐量大幅度下降，同時(shí)延遲也增大。因此本文將對OLSR協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，使其在稀疏節點(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)
本文提出的結合功率進(jìn)行補償機制的改進(jìn)OLSR協(xié)議，在節點(diǎn)密集處采用傳統OLSR協(xié)議，在節點(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)不適應稀疏節點(diǎn)
OLSR協(xié)議默認節點(diǎn)信號傳播半徑足夠大，保證源與目的節點(diǎn)之間存在通信鏈路使得網(wǎng)絡(luò )整體連通。但在節點(diǎn)稀疏或移動(dòng)分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )拓撲結構中，網(wǎng)絡(luò )拓撲頻繁改變，無(wú)法確保網(wǎng)絡(luò )的連通性及節點(diǎn)問(wèn)始終存在通信路徑。
(2)鏈路結構不均衡
OLSR協(xié)議只有被選為MPR的節點(diǎn)才產(chǎn)生并轉發(fā)TC(TopologyControl)消息，默認情況下的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 )節點(diǎn)的拓撲集里僅僅存在MPR鏈路信息，而塒其他的對稱(chēng)鏈路或者單向鏈路不會(huì )反映到網(wǎng)絡(luò )拓撲集中。OLSR協(xié)議實(shí)驗可以得到10個(gè)節點(diǎn)情況下網(wǎng)絡(luò )拓撲圖如圖1所示，完整的拓撲圖如圖2所示。

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