OLSR路由協(xié)議的功率補償機制研究

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

0 引言
無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點多用于比較惡劣的環(huán)境，如戰(zhàn)場或各種地下作業(yè)，因此對節(jié)能和數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)囊筝^高，同時由于節(jié)點分布不均勻，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，且對節(jié)點定位要求較高。而先應(yīng)式路由協(xié)議OLSR(Optimized Link state Routing)引入了MPR選擇機制，使得其有效減少路由開銷和保證節(jié)點傳輸?shù)目煽啃浴?br /> 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通過獲得的拓撲信息，利用Dijkstra算法進行路由計算，選擇到達目的節(jié)點的最短路徑。
雖然OLSR協(xié)議具有很多優(yōu)點，但研究結(jié)果表明，當節(jié)點分布稀疏時，使用OLSR協(xié)議獲得的數(shù)據(jù)吞吐量大幅度下降，同時延遲也增大。因此本文將對OLSR協(xié)議進行改進，使其在稀疏節(jié)點環(huán)境中也能取得較好的性能。

1 OLSR路由協(xié)議的改進
本文提出的結(jié)合功率進行補償機制的改進OLSR協(xié)議，在節(jié)點密集處采用傳統(tǒng)OLSR協(xié)議，在節(jié)點稀疏處自動切換到改進后的OLSR協(xié)議。
1．1 OLSR路由算法的缺陷
(1)不適應(yīng)稀疏節(jié)點
OLSR協(xié)議默認節(jié)點信號傳播半徑足夠大，保證源與目的節(jié)點之間存在通信鏈路使得網(wǎng)絡(luò)整體連通。但在節(jié)點稀疏或移動分布式無線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)拓撲頻繁改變，無法確保網(wǎng)絡(luò)的連通性及節(jié)點問始終存在通信路徑。
(2)鏈路結(jié)構(gòu)不均衡
OLSR協(xié)議只有被選為MPR的節(jié)點才產(chǎn)生并轉(zhuǎn)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。在每個時刻，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的拓撲集里僅僅存在MPR鏈路信息，而塒其他的對稱鏈路或者單向鏈路不會反映到網(wǎng)絡(luò)拓撲集中。OLSR協(xié)議實驗可以得到10個節(jié)點情況下網(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(jié)點3，7，8，9均未被任何節(jié)點選為MPR，它們沒有TC消息可以發(fā)送，同時節(jié)點8只有一條鏈路可以被廣播。
節(jié)點8到目的節(jié)點只有一條可用鏈路，因此需要為這些MPR節(jié)點集中節(jié)點數(shù)為1的節(jié)點選擇一個備用的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，當MPR節(jié)點出現(xiàn)故障時，能夠及時代替MPR節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。
1．2 稀疏OLSR路由補償節(jié)點選擇算法
改進協(xié)議針對只有一條鏈路被感知的節(jié)點，在Hello消息中增加一個標志位，標志該節(jié)點MPR集中節(jié)點數(shù)量。