适用于军用无线的自组网多径路由协议研究

黄 刚

武警西藏总队参谋部 西藏 拉萨 850000

0 引言

根据目前互联网技术的应用现状，自组网多径路由协议作为目前市场内数据传播速度最快的工具，在提升通信网络速度方面发挥了十分重要的作用[1]。在我国针对自组网多径路由协议研究中，主要是围绕如何降低自组网多径路由协议端到端时延展开的，尽管能够起到提升网络传输速率的作用，但在稳定性方面存在明显不足。而军用无线对于自组网多径路由协议的稳定性具有极高的要求，传统自组网多径路由协议无法适用于军用无线，因此，针对自组网多径路由协议的优化设计是势在必行的，也是近年来相关部门的重点研究内容。相比于普通自组网，适用于军用无线的自组网无线通信环境十分恶劣，受外界因素干扰较大，很容易出现断链的现象，在极大程度上增加了自组网多径路由协议的通讯难度。针对自组网多径路由协议多径特点，不仅需要优化每条链路，还需要保证节点之间的相关性，进而提高自组网多径路由协议的稳定性[2]。本文以此为研究依据，提出适用于军用无线的自组网多径路由协议研究，致力于通过设计一种新型自组网多径路由协议，从根本上提高自组网多径路由协议的投送成功率，提升自组网多径路由协议的稳定性，满足军用无线的应用需求。

1 自组网多径路由协议

1.1 计算自组网多径路由协议路径指标 在本文设计的自组网多径路由协议中，为适用于军用无线，必须通过计算自组网多径路由协议路径指标，优化路径中各链路指标[3]。本文选定的自组网多径路由协议路径指标包括：可靠性指标、稳定性指标以及相关性指标。可靠性指标能够评判出自组网多径路由协议的质量，又可细分为链路质量以及路径质量，且这两种指标可通过计算的方式加以表达，设链路质量可靠性指标的表达式为L，可得公式(1)。

公式(1)中，N表示链路正确接收通讯信息的数量；X表示发送方发送的信息总数。通过公式(1)，得出链路质量可靠性，以此反映自组网多径路由协议的周期性传播正确概率。在此基础上，设路径质量可靠性指标的表达式为P，可得公式(2)。

P=∏LK(2)

公式(2)中，K指的是自组网多径路由协议首次传输成功率。通过公式(1)、公式(2)可计算自组网多径路由协议路径可靠性指标。针对稳定性指标的计算，本文采用链路失效估计模型，在自组网多径路由协议设置评估节点，以该节点为中心建立空间三维坐标轴。通过计算节点与自组网多径路由协议传输运动速度向量之间的距离，判断链路失效时间[4]。利用余弦定理此过程可通过计算的方式加以表达，设此目标函数为T，可得公式(3)。

公式(3)中，d表示自组网多径路由协议通讯范围半径；R表示评估节点坐标；v表示自组网多径路由协议传输运动速度。通过公式(3)可知，当θ大于90°时，节点与自组网多径路由协议传输运动速度向量之间的距离较远，链路失效时间短；当θ小于90°时，节点与自组网多径路由协议传输运动速度向量之间的距离较近，链路失效时间长。由此可见，T值越大，自组网多径路由协议稳定性越高；反之T值越小，自组网多径路由协议稳定性越低。自组网多径路由协议相关性指标指的是可靠性与稳定性之前的关联程度，一般情况下可通过相交路径与不相交路径表现，相交路径表示自组网多径路由协议受到外界干扰较大，存在断链的危险性，导致自组网多径路由协议的可靠性与稳定性低。不相交路径表示自组网多径路由协议受到外界干扰较小，不存在断链的危险性，导致自组网多径路由协议的可靠性与稳定性高。

1.2 设计自组网多径路由协议选路算法 在计算自组网多径路由协议路径指标的基础上，为适用于军用无线，设计自组网多径路由协议选路算法[5]。将自组网多径路由协议中所有路径集合设为U，得出自组网多径路由协议选路算法，如公式(4)所示。

minmaxUi，j

s.t.|P|=L

P≥γ，L≥γ

T≥τ

(4)

公式(4)中，i表示自组网多径路由协议中具有相同节点的路径条数；j表示自组网多径路由协议所有路径集合中不相交路径条数；γ表示自组网多径路由协议选路最低可靠性；τ表示自组网多径路由协议选路最低稳定性。通过公式(4)，得出自组网多径路由协议选路算法，并建立链路，设定HELLO信息传播在一跳距离内传播。再通过Topology Control进行拓扑感知，根据拓扑状态的实时变化，调整自组网多径路由协议选路算法中的各项参数。

1.3 建立适用于军用无线的自组网多径路由协议 利用上文得出的自组网多径路由协议选路算法，建立适用于军用无线的自组网多径路由协议，以可靠性、稳定性最高为协议建立标准，选择不相交路径作为适用于军用无线的自组网多径路由协议传输路径[6]。并通过在多条不相交路径中找到源节点作为中间节点，在负载均衡状态下，实现适用于军用无线的自组网多径路由传输。至此，完成适用于军用无线的自组网多径路由协议建立。

2 实例分析

2.1 实验准备 以下将采用设计实例分析的方式，验证本文建立的自组网多径路由协议，在军用无线应用中的适用性。为了保证实验数据的准确性，整体实验均在MATALB平台上进行，随机选取一台运行系统为XP的计算机。首先在计算机上安装双端口万兆位的路由协调控制器，安装流程需要严格的遵循互联网连通标准，并允许军用无线网或存储网络对其的共享，将网络格局实施统一化的处理。其次，定义的网络节点通信范围为(2.4*103)2m的二维矩形区域，打乱区域内数据。相关参数设置如下表1所示。

结合上述表1中设定的参数数值，首先，采用本文设计的适用于军用无线的自组网多径路由协议，执行信息投送，通过黑盒工具 -QAcenter测得投送成功率，设其为实验组；而后，采用传统自组网多径路由协议，执行信息投送，通过黑盒工具 -QAcenter测得投送成功率，设其为对照组。测得的投送成功率越高，证明该自组网多径路由协议在军用无线的应用稳定性、可靠性越高。设置7次实验，记录实验结果，将实验结果通过CPRS/DCMA无线公网上传至服务器Double PIV 1.7 G 1 024 M RAM Double 80 G Disk。

表1 军用无线通信网络参数设置

2.2 实验结果与分析 整理收集的数据，并将其绘制成折线图，如下图1所示。

图1 投送成功率对比折线图

通过图1可知，本文设计的自组网多径路由协议在军用无线应用中，投送成功率明显高于对照组，能够提升自组网多径路由协议的稳定性、可靠性，具有现实推广价值。

3 结束语

通过适用于军用无线的自组网多径路由协议研究，能够取得一定的研究成果，解决传统自组网多径路由协议中存在的问题。本文设计的自组网多径路由协议是具有现实意义的，能够指导军用无线的自组网多径路由传输方法优化。在后期的发展中，应加大本文设计自组网多径路由协议在军用无线中的应用力度。截止目前，国内外针对适用于军用无线的自组网多径路由协议研究仍存在一些问题，在日后的研究中还需要进一步对自组网多径路由协议的优化设计提出深入研究，为提高自组网多径路由协议的综合性能提供参考。