[发明专利]一种基于泛洪控制机制的TORA协议的自适应修复方法

说明书

本发明提出了一种基于泛洪控制机制的TORA协议的自适应修复方法，属于移动物联网领域，首先将TORA的DAG中自修复节点自修复过程转换成对最优节点最优搜寻问题，并建立公式。根据Ray‑Algorithm搜寻结果，证明该搜寻结果即为搜寻最优节点过程的最优解。然后给出判定自修复的条件算法，确定自修复过程发起的条件阈值，在路径失效前进行路径修复，并提出确定寻优区域的算法。仿真和实验结果均表明，该算法改善了平均端到端时延，减少了控制开销，并提高了数据包分组交付率。

技术领域

本发明属于移动物联网领域，具体涉及一种基于泛洪控制机制的TORA协议的自适应修复方法。

背景技术

通信网络的发展不仅要求实现高速传输数据，还要能够根据实际情况，灵活地组建网络拓扑，且具有生存能力。MANET是不依赖基础设施，自组织、可重构的多跳无线网络。与传统无线网络相比，它具有可临时组建、拓扑动态变化、低成本、节点限能等特点。在抢险救灾环境中，散布的节点之间的通信，依靠MANET实现。在MANET网络中，节点的移动性，以及通信距离的限制，使得数据的传输，相比传统网络更加复杂。适用实际环境的高效路由技术的研究尤其重要。目前针对MANET的路由协议已取得一些成果，本发明主要研究抢险救灾环境中使用的路由协议技术。

在科技迅速发展的过程中，自然环境遭受了不可逆转的破坏，自然灾害频繁发生，在实施抢险救灾时，原有通讯遭到破坏，为了迅速实施救灾，自组建立MANET。这是一种节点被统一调配的网络，即节点做统一性高速移动的MANET网络。实现网络的通讯，路由技术非常关键。

针对自组织网络特点和路由需求，国内外相关研究人员和机构以避免路由环路、控制路由幵销、动态适应网络为目的，设计开发了不同方式的路由协议。按照路由建立方式的不同，网络路由协议可分为先应式路由协议、按需路路协议和混合型路由办议。典型的按需路由协议有DAR、TORA、AODV、ABR等。TORA协议是高度自适应性的分布式算法协议，为网络的数据传输提供多条路由，如果路由失效，路由信息集中在路径变化的较小范围内。TORA协议给网络中的节点设定高度，数据从高度大的节点传输到高度小的节点。当节点间的链路失效时，把两个节点中的目的节点的高度值设为高于邻居节点高度的值。因此，由于以上几个优势，该路由协议能够更好地适应节点高速移动的网络。TORA协议在抢险救灾这种高速移动的网络中广泛应用。

在TORA路由维护的过程中，路由维护，路由删除都是节点发现路由失效后采取的措施，在节点高速移动的网络中，会产生极大地延时，极端情况，路由还没有重新建立，网络拓扑又发生了变化，而抢险救灾网络对延迟有极高的要求，所以为了避免这种情况，本发明将环境变化与路由修复建立映射关系，可以提前预测路由状态，在链路失效前，提前修复路由。

发明内容

为了解决TORA路由，在DAG的路径在失效后，才进行路由修复，引起的网络延迟，以及扩大开销，影响网络生命周期等问题，提出了基于泛洪控制机制的TORA协议的自适应修复方法(AR-TORA-FCS)。目的使改善后的路由更适应抢险救灾的MANET网络。本发明首先根据网络中节点做统一性移动的特性，将TORA的DAG中自修复节点自修复过程转换成对最优节点最优搜寻问题，并建立公式。根据Ray-Algorithm搜寻结果，证明该搜寻结果即为搜寻最优节点过程的最优解。然后给出判定自修复的条件算法，确定自修复过程发起的条件阈值，将自修复节点修复过程与节点的距离建立映射关系，在路径失效前进行路径修复。为了减少控制开销给出寻优区域定义，并提出确定寻优区域的算法。仿真结果表明，该算法改善了平均端到端时延，减少了控制开销，并提高了数据包分组交付率。

本发明提供的基于泛洪控制机制的TORA协议的自适应修复方法，主要包括如下关键步骤：

第1、数学模型建立；主要包括：

第1.1、建立寻优公式；

第1.2、根据Ray-Algorithm确定搜寻结果；