[发明专利]一种无线自组网中基于链路状态协议的多路径业务均衡的路由方法

说明书

本发明公开了一种无线自组网中基于链路状态协议的多路径业务均衡的路由方法。该方法的实现是基于“最多最短路径数”的测度，引入分配因子，每个节点独立选择将业务分配到多条最短路径上传输，兼顾多路径业务分散和传输性能。该方法采用分布式算法，实现简单灵活，不需要对现有链路状态协议进行修改。

技术领域：

本发明公开了一种无线自组网中基于链路状态协议的多路径业务均衡的路由方法。该方法引入分配因子，每个节点独立选择将业务分配到多条最短路径上传输，兼顾多路径业务分散和传输性能。

背景技术：

无线自组网，是由一组移动节点组建的自组织网络。每个节点同时兼备信息处理和转发双重功能，可以在不需要基础设施支持的情况下，只依靠节点自身建立一个独立、完整的无线网络。

无线自组网以其独特的可快速部署、分布式组网、可靠性高、机动灵活等特性，在军队、公安、应急通信、物联网等领域有着重要的应用。无线自组网在军用通信中，用于在高度机动环境下，为移动用户提供通信支持；在公安、应急通信中，可以为应急突发事件处理提供临时性通信支持；在物联网应用中，可用于实现可快速部署的分布式专用无线信息网络。

无线自组网中的一个关键技术是路由选择。无线自组网中的路由协议可以分为表驱动(table-driven)路由协议和按需驱动(on-demand)路由协议两大类。表驱动路由协议中，节点之间交换路由更新消息，维护到达所有节点的路由表，分组可以立即发送，而且可以走最优路由。因此，对于需要频繁数据交互，实时性和可靠性要求高的背景下，表现得更为有效。目前，基于链路状态的路由协议(如OLSR(Optimized Link State)等)，成为表驱动路由协议的主流。

无线自组网中，由于无线信道的广播特性，每对在通信距离之内的节点之间，都会存在一条通信链路，大大增加了等价多路径的存在的可能性。但是，同时这又使得一些位于网络拓扑中心部分的节点，会处于多对节点之间的最短路径上，可能成为传输瓶颈。在路由选择时，应当尽量避免经过网络中心部分的节点，防止在这些节点上造成负载集中，产生拥塞，实现较为合理的负载均衡分配。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于针对现有采用表驱动路由协议的无线自组网所存在的上述问题而提出了一种无线自组网中基于表驱动路由协议的多路径业务均衡的路由方法。该方法适用于链路状态协议，引入了基于网络拓扑的“最多最短路径数”测度确定的分配因子，选择将业务分配到多条最短路径上传输。

在链路状态协议中，节点之间交换链路状态消息(LSA)，可以得到网络拓扑结构，数学上表示为网络连接矩阵。通过Dijkstra算法，计算出源节点到所有目的节点的最短路径。

将网络抽象表示为一个有向赋权图G＝V,E，V为n个节点的集合，E＝{l(i,j)|i,j∈V}为链路的集合。如果节点j处于节点i的通信距离之内，则存在节点i到节点j的一条有向链路l(i,j)。

定义：

Ni：表示节点i的相邻节点集合。

Path(i,j)：表示节点i到节点j的路径，表示为路径上的点列。

Path(i,j|k)：表示节点i经由下一跳节点k，到节点j的最短路径。路径Path(i,j|k)不一定是从节点i到节点j最短的。

dist(i,j)：表示路径Path(i,j)的距离，OLSR等协议中距离即定义为跳数。

dist(i,j|k)：表示路径Path(i,j|k)的距离。

Next(i,j)：表示节点i到节点j的最短路径上，下一跳节点的集合。

node_spnum(k)：表示节点k的“节点的最短路径数”，定义为节点k在图G中，处在节点对之间的最短路径的数量。