[发明专利]基于链路生存时间的MPR备份方法

说明书

本发明公开了一种基于链路生存时间的MPR备份方法，其包括卫星节点周期性向外广播Hello分组消息和接收来自于邻居节点周期性向外广播的Hello分组消息；根据卫星节点和其邻居节点的Hello分组消息生成邻居表，之后预测卫星自组织网络中每个卫星节点与其邻居节点间的链路生存时间；选取卫星节点的MPR节点和备选MPR节点加入MPR集中。本方案引入卫星节点的备选MPR节点后，当MPR节点失效问题发生后，直接选用其备份节点进行TC控制消息转发，无需等待Hello消息再次交互，重新形成邻居表，再重新选取MPR节点，快速进行MPR节点修复，提高了资源利用率和运行效率，保证了全网拓扑的正确形成。

技术领域

本发明涉及卫星自组织网络，具体涉及一种卫星自组织网络中OLSR路由协议的MPR节点备份方法。

背景技术

在卫星自组织网络中，每个卫星节点都扮演了两种角色。一种是收发数据的终端节点，另一种是转发数据的路由节点。经研究，大量的卫星自组织网络路由协议方案相继被提出，依据不同的标准，卫星自组织网络路由协议有不同的分类方式。针对卫星自组织网络路由问题，按照路由建立的方式不同，可分为后应式路由协议、先应式路由协议。

后应式路由协议又称为按需路由协议，不需要维护网络拓扑和当前路由信息，当源节点需要发送分组时，被动地搜索从源节点到目的节点的路由。后应式路由协议虽然能够减小控制报文的开销，但存在不确定性，包括目的节点是否可达的不确定性以及路由建立延时的不确定性。现有的研究表明，后应式路由协议的时延远远大于先应式路由建立的时延。

先应式路由协议又称为表驱动路由协议，在网络运行过程中必须实时跟踪网络拓扑的变化，更新路由表信息。优化链路状态路由协议(OLSR,Optimized Link StateRouting)是一种典型的一种表驱动先应式路由协议。OLSR路由协议要求卫星节点周期性地交换Hello分组和Topology Control(TC)分组在内的各种控制分组，进行分布式计算来建立网络拓扑。

在卫星自组织网络中，卫星节点的快速运动和网络拓扑的频繁变化会带来路由信息的快速更新，传统的OLSR协议存在不稳定性，快速变化的拓扑可能会造成链路断裂的问题，从而使得TC控制分组并不能有效广播到各个卫星节点，无法形成正确完整的拓扑信息。在这种问题发生后，只能等待Hello分组消息的再次交互，各节点重新建立新的邻居表，再重新选取MPR节点来广播拓扑控制信息，如此一来，造成了无线带宽资源和卫星节点能量的浪费，也降低了整个路由协议的运行效率。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于链路生存时间的MPR备份方法解决了快速变化的拓扑链路断裂出现降低了整个路由协议的运行效率的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提高一种基于链路生存时间的MPR备份方法，其包括：

S1、卫星节点周期性向外广播Hello分组消息和接收来自于邻居节点周期性向外广播的Hello分组消息；Hello分组消息包括卫星节点的邻居节点、链路状态信息及发送消息时的位置坐标和时间戳；

S2、根据卫星节点和其邻居节点的Hello分组消息生成邻居表，之后预测卫星自组织网络中每个卫星节点与其邻居节点间的链路生存时间；

S3、选取卫星节点的MPR节点加入MPR集中，之后在初始状态与卫星自组织网络拓扑图相同的临时网络拓扑图A中删除与卫星节点具有唯一通路的2跳邻居节点及已选取为MPR节点的1跳邻居节点；

S4、判断临时网络拓扑图A中卫星节点的1跳邻居节点是否存在2跳邻居节点，若存在，进入步骤S5，否则，输出MPR集；

S5、将1跳邻居节点作为卫星节点对应2跳邻居节点的备选MPR备份节点，并判断是否存在至少两个备选MPR备份节点，若是，进入步骤S6，否则进入步骤S7；