[发明专利]基于孤立度和非MPR节点的MPR集合选择方法

说明书

本发明提出基于孤立度和非MPR节点的MPR集合选择方法，属于无线Mesh网络协议领域。针对标准OLSR协议中MPR选择算法，无法求得全局最优MPR集合问题，同时在大量节点接入的环境下将产生大量的TC分组，从而导致网络拥塞以及负载不均衡，本发明在OLSR协议基础上，将邻居节点的存储数据扩展到三跳邻居节点，提出了基于孤立度和基于非MPR节点的选择算法，比较节点的独立度值或非MPR节点值来确定最优MPR节点，避免随机选择MPR节点的情况，并对底层协议代码进行了改进与优化修通过，从未减少整个网络中TC消息的产生，从而提高了网络总的吞吐量、分组投递率。

技术领域

本发明涉及无线Mesh网络通信领域，特别是涉及基于孤立度和非MPR节点的MPR集合选择方法。

背景技术

随着互联网(Internet)，物联网(Internet of Things,IoT)，车联网(vehichlarad-hoc networks,VANETS)和其他自组织网络的快速发展，驱使各种无线传输网络技术的发展，人们对于网络的需求与期望也越来越高，不仅希望随时随地且稳定地连接上互联网，而且希望有多样化的网络服务。无线局域网(Wireless Local Area,WLAN)、无线宽带接入网(Wireless Broadband ACCHess Network,WBAN)及全球微波接入(WorldwideInteroperability for Microwave ACCHess,WiMAX)等各种网络发展，可满足人们大部分的需求，但是对于城市重大社会性事件、大型活动保障、灾难灾害救援等场合，标准的通信系统不能完全满足实际应急布控需求，而保障这些活动对于社会正常运行非常关键，因此设计并优化适用于这些活动的网络非常重要。

在OLSR协议中，通过选取MPR节点可有效减少网络中广播消息泛洪，克服网络维护开销大的缺点，并广泛应用于密度大的网络环境中。由于网络中生成的TC消息数量与MPR节点成比例，因此这些年许多研究者研究MPR选择算法，标准OLSR协议中的MPR选择算法是使用贪婪算法去寻找MPR集，属于NP难问题，这样得到的结果一般可以接近全局最优解而不是全局最优的，虽然有一些启发式算法被研究出来应用到MPR选择中，但是它们都很复杂，如果MPR选择算法本身就很复杂，那么提供一个近似MPR集最优解就会很困难。MPR集合的选择非常重要，对网络性能造成重要影响。

为了减少得到局部最优解概率以及不必要的MPR节点加入到MPR集合，Li等人提出一种NFA(Necessity First of selecting Algorithm)的算法去选择MPR节点，核心是当不存在只能通过一跳邻居节点才能连接的两跳邻居节点时，删除覆盖最少数量两跳邻居节点的一跳邻居节点，即这些节点无法获得成为MPR节点的机会，此时减少了覆盖被选一跳邻居节点的数量，而且增加了其余一跳邻居节点成为连接两跳邻居节点的必要性。

该算法与标准OLSR协议相比，最大的区别是删除了最少覆盖数量的一跳邻居节点，主要改进在于不像标准算法中按照覆盖节点能力顺序来选择MPR节点，可以减少节点间出现交叉的情况，在一定程度上改进了标准算法。

虽然NFA算法有上述的优点，但是当两个候选节点有相同机会加入到主节点的MPR集时，会随机选择一个节点加入，此种情况下选择的节点不一定具有全局最优性。因此本发明提出了一种基于孤立度和非MPR节点的MPR选择算法，保证每次选择出MPR节点一定是全局最优解。

发明内容