[发明专利]用于移动自组织网络稳定路由建立的方法

说明书

本发明提供一种用于移动自组织网络稳定路由建立的方法，属于自组织无线通信领域。对节点的AODV路由数据进行统计，分析出节点的运动状态计算出节点的状态转移概率矩阵；对各个节点进行马尔可夫性质判断；在建立路由时，对于满足马尔可夫性质的节点，采取路径最小概率最大算法作为路由选择的依据，对于不满足马尔可夫性质的节点，采取最小路径算法作为路由选择依据。本发明引入了马尔可夫的预测机制，提出了基于马尔可夫性质的路径最小概率最大算法，在移动自组织网络建立路由时，根据节点类型的不同，选择不同的算法进行路由节点的选择，融合了最小路径算法和路径最小概率最大算法的优势，减小了路由开销，提高了网络传输稳定性。

技术领域

本发明属于自组织无线通信领域，尤其是指一种用于移动自组织网络稳定路由建立的方法。

背景技术

作为一种典型的按需生成路由协议，无线自组织网络按需距离矢量路由协议(Ad-hoc On-Demand Distance Vector Routing,AODV)具备实现单播和组播的双重功能，在移动自组织网络中有重要的理论意义和应用价值。按需的表现在当源节点S有向目的节点D发送的数据包时，源节点S才在网络中发起路由查找和建立的过程。和先验式的网络路由协议相比，按需路由协议不用周期性的广播报文来维护所有的路由，只需维护当前所需的路由，减少了报文的发送。AODV协议是在动态源路由协议(Dynamic Source Routing,DSR)和目标序列距离路由矢量算法(Destination Sequenced Distance Vector,DSDV)协议的基础上发展起来的，因此，它结合了DSR和DSDV协议的优点，不仅包含了DSR协议中的寻找路由和维护路由两个重要部分，同时也包含了DSDV协议中的目的节点序列号思想、逐条路由机制和定期广播分组等多个部分，具有降低网络数据分组的传输延迟和改善无线资源利用等多种优势。移动自组织网络节点的无规律快速运动，引起网络拓扑结构的剧烈变化。

马尔科夫过程是由俄国数学家马尔科夫与1907年提出的，它的基本性质是系统下一时刻状态变化和过去状态没有任何关系，只和现在状态有关。马尔可夫链是满足马尔可夫性质的随机变量序列X₁,X₂,X₃,...即给出当前状态，将来状态和过去状态是相互独立的。即：

Pr(X₁＝x₁,...,X_n＝x_n)>0,

Pr(X_n+1＝x|X₁＝x₁,X₂＝x₂,...,X_n＝x_n)＝Pr(X_n+1＝x|X_n＝x_n)

马尔可夫链需要满足的两个必要条件：(1)时刻n的下一时刻n+1状态转移概率只与时刻n当前所处的状态有关，而与时间n之前任何时刻的状态无关；(2)时刻n到时刻n+1状态的变化与时刻n为何值没有任何关系。

常用的马尔科夫模型可以用(St,P,Q)来表示。

St是系统的状态集合，可以是元素有限或元素无限的，表示为：St₁,St₂,St₃,...；P是状态转移概率P＝(p_ij)_n*n,p_ij(n)＝P(X_n+1＝St_j|X_n＝St_i)马尔科夫链在时刻n的一步转移概率，其中St_i,St_j∈St，系统在时刻n时的系统状态St_i变化到St_j的概率p_ij(n)；Q是系统状态初始时的概率分布Q＝[Q₁,Q₂,...]。