隐式IPv6 路由高速转发路由探测算法

韩红章，史培中，王 尧，吕 萍

（江苏理工学院计算机工程学院，江苏常州 213001）

0 引言

在隐式IPv6 网络中，通过无线传感通信组网方法进行数据转发和链路输出控制，提高其数据传输及控制能力［1］。由于网络内节点分散在不同信道，使得在单信道下容易实现的广播问题变得困难，对网络通信信道造成干扰，被动测向系统通过天线阵接收来波信号获得辐射源的角度信息。接收天线在接收辐射源信号的同时还会接收其他物体的反射信号，形成多径现象，影响多径特征，导致隐式IPv6 网络在数据转发过程中的链路均衡性差，需进行隐式IPv6 网络转发优化控制设计，提高其转发效率。研究隐式IPv6 网络能耗均衡控制和链路转发协议，在优化隐式IPv6 网络组网设计方面具有重要意义［2］。

隐式IPv6 网络的路由转发协议设计和数据输出预测是建立在对网络信道均衡设计基础上，结合隐式IPv6 网络链路均衡控制模型，进行网络优化输出控制，提高其链路转发性能。对隐式IPv6 网络路由高速转发协议设计技术研究的传统方法主要有基于恒模算法调制的隐式IPv6 网络转发迁移控制方法、基于空间网格均衡的隐式IPv6 网络转发控制方法等［3-4］，结合对隐式IPv6 网络传输流量序列的特征提取和大数据挖掘，实现对隐式IPv6 网络优化转发设计。上述方法转发速率低，数据转发均衡性差，输出误码率高［5］。针对以上问题，本文提出隐式IPv6 路由高速转发路由探测算法。

1 隐式IPv6 路由转发的节点定位及均衡控制

1.1 隐式IPv6 网络路由转发的节点定位模型

为实现隐式IPv6 网络的路由转发协议设计，需构建该网络的节点定位模型。通过传输信道输出模型分析链路均衡结构，采用随机链路均衡控制方法，结合自适应随机链路转发控制协议，完成隐式IPv6 网络的节点定位模型设计。在路由选择和定位过程中，采用自适应路由转发控制协议，其中，隐式IPv6 网络移动节点效用度量是度量节点的连通性指标［6］，能以此为根据进行路由转发控制和输出最优节点控制。对隐式IPv6 网络的路由输出节点i构建Source 与Sink 节点自主定位模型，得到输出时间间隔Tf；在网络通信覆盖区域，隐式IPv6 网络节点的发射功率带宽为L，网络定位的bit数Ts＝LTf，考虑隐式IPv6 网络相邻节点剩余能量，采用传递能量均衡控制方法，得到网络输出节点i在簇头节点的功率损耗

式中：Q为链路个数；m为路由节点数；bi为隐式IPv6路由高速数据转发的全网能量均衡度；Tc为每个簇头节点帧所分码片；αi和τi分别为隐式IPv6 网络的多路路由转发的幅值和时延，i∈［1，m－1］，τ1＜τ2＜…＜τm－1。结合自适应链路转发控制方法［7］，得到隐式IPv6 网络的串行链路转发控制协议

式中：Ee为隐式IPv6 网络链路l端节点能量分布值；εf为自由空间模型放大电路的能量损耗；εm为多径衰减模型放大电路的能量损耗。

在传输距离d小于阈值d0的情况下，隐式IPv6网络串行链路节点输出统计特征量ni的负载

式中，d（ni，nj）为ni与nj之间的距离。

在传输距离d不小于阈值d0的情况下，隐式IPv6网络串行链路节点的输出统计特征量nj的负载

根据串行链路节点簇头和与Sink的距离，实现对隐式IPv6 网络节点的优化定位，得到节点定位输出总能量

根据上述分析，隐式IPv6 路由转发的节点定位部署模型图，如图1 所示。

图1 隐式IPv6网络的节点定位部署模型

通过构建隐式IPv6 网络的路由转发节点定位模型，实现隐式IPv6 网络的路由转发协议的基本设计，在此基础上需对其进行链路信道均衡控制。

1.2 隐式IPv6 路由转发的链路信道均衡控制

在构建隐式IPv6 路由转发的节点定位部署模型基础上，结合波特间隔均衡方法进行隐式IPv6 网络流量传输的链路均衡控制。根据流量动态迁移特性，得到隐式IPv6 的节点分布图拓扑结构；在隐式IPv6 网络的路由节点终端，采用联合功耗测试方法［8］，构建隐式IPv6 网络的随机链路转发模型，得到隐式IPv6网络的模糊控制目标函数：

式中：Eres为收发器的能量消耗；Einit为隐式IPv6 网络的路由节点剩余能量；ru为簇头节点度；G为常数。

当隐式IPv6 网络的码元定时采样的簇头节点的度置ru为0，发送节点与接收节点的模糊功耗特征分布满足d0时，所有隐式IPv6 网络簇内节点模糊均衡控制的特征矩阵

在模糊聚类中心，将隐式IPv6 网络的节点输出链路矩阵SN×L与节点接收bit数据的能量消耗矩阵TN×L相融合，由此得到隐式IPv6 网络的高速路由转发的均衡控制学习函数

式中：K（i）为簇内剩余节点剩余能量；F为节点的成功发送率。

隐式IPv6 网络相干性关联检测的输出码元序列

构建隐式IPv6 网络流量的空间采样模型，结合负载均衡控制方法，得到隐式IPv6 网络的链路信道均衡控制模型

式中：o为隐式IPv6 网络存储介质OD对w间路径k上传播损失；δ为链路信道关联度；ET为链路信道控制周期T内的能量值。结合自适应的空间网格控制协议，进行信道控制和自适应调度［9］。

2 网络高速转发优化设计

2.1 隐式IPv6 路由转发的调度

在构建隐式IPv6 路由转发的节点定位部署模型，并采用波特间隔均衡控制方法进行隐式IPv6 路由转发链路信道均衡设计的基础上，进行隐式IPv6 路由高速转发路由探测的优化设计。本文提出隐式IPv6 路由高速转发路由探测算法。采用波特间隔均衡控制方法进行链路信道均衡设计［10］，提取隐式IPv6 路由高速数据转发的统计特征量

式中，CT′为隐式IPv6 路由高速数据转发最小代价值。

在隐式IPv6 网络的链路层中进行网络输出流量的负载相干关联检测，给出隐式IPv6 网络的随机负载分配

式中：Fk为统计特征值；k为某个网络端口标记号；Rw为网络端口总数量。

隐式IPv6 网络高速转控法控制的互信息

式中，rm为所有输出端口的测度距离。

采用负载均衡调度方法进行隐式IPv6 网络的输出信道传输过程的稳态控制，得到隐式IPv6 网络路由高速转发的迭代方程

式中：fij（n）为隐式IPv6 网络路由中节点n高速转发链路负载；μM为链路随机分配的初始负载。根据上述算法和模型设计，实现了隐式IPv6 网络的路由高速转发的自适应调度。

2.2 隐式IPv6 路由高速转发路由探测

采用链路随机分配方法进行隐式IPv6 网络的流量动态迁移控制和高速转发的路由探测协议设计。在全网负载均衡调度模型下，结合码元分布式传输调度和自适应均衡方法进行码元随机扩频处理［12］，得到隐式IPv6 网络扩频输出的负载

构建贯序自适应预测方法进行隐式IPv6 路由的探测，根据关联规则融合性调度方法实现对隐式IPv6路由转发的能耗均衡控制和链路转发协议优化设计［13］，得到能耗均衡控制的迭代式

对各支路的输出流量进行优化控制，利用节点鲁棒系数和能耗均衡控制的迭代获取能耗整体控制函数

式中，φk为节点鲁棒系数。采用分集判决反馈均衡技术，得到隐式IPv6 网络传输信道的动态迁移控制调度模型

式中：ω0为隐式IPv6 网络的输出流量贯序采样权重；θ为带宽利用率；Tp为时间窗口函数。

分别对r1（n）和r2（n）进行（N－1）／2 点进行多维尺度分解，隐式IPv6 网络的路由传递概率模型

式中：Ak为隐式IPv6 网络节点通信负载鲁棒性感知系数；为隐式IPv6 网络中流量负载特征分量。

根据隐式IPv6 网络的路由传递概率模型，进行隐式IPv6 网络的模糊控制和自适应链路转发，实现路由协议的优化

结合簇头节点与Sink 通信的网络路由节点的线性组合特征分布，采用能耗均衡控制和链路转发协议优化设计方法，实现隐式IPv6 路由高速转发路由探测［15］。改进模型的实现流程如图2 所示。

图2 模型实现流程

通过上述步骤完成隐式IPv6 路由高速转发路由探测算法。为证明该方法的可行性及有效性，需对其进行仿真。

3 仿真分析

为验证本文方法在实现隐式IPv6 路由高速转发中的应用性能，采用Matlab 设计，隐式IPv6 网络模型建立在OMNet ＋＋环境中。采用C 语言进行隐式IPv6网络的路由探测算法设计，设定网络的转发带宽为Nf，初始路由节点的规模集m＝32，数据转发的采样时间间隔为200 ns，路由能耗周期性分布间隔为Tb＝3 ns，隐式IPv6 网络数据传输速率为12 Mb／s，其他仿真参数设定构建见表1。

表1 仿真参数设定

根据上述仿真环境和参数设定，进行隐式IPv6 路由高速转发路由探测设计，得到隐式IPv6 路由传输的初始数据、均衡输出数据以及转发的码元误差仿真结果如图3 所示。

图3 隐式IPv6路由转发数据仿真结果

分析图3 结果得知，本文方法以隐式IPv6 路由高速转发路由转发码元误差作为测量精度的衡量指标。在实验中，每探测到一个路由节点，采用能耗均衡控制和链路转发协议优化设计方法，对其进行以此数据转发均衡调整，相比未均衡的输出数据，采用本文方法进行隐式IPv6 路由高速转发路由探测的输出均衡性好，误码低，链路均衡性好。

测试不同方法进行隐式IPv6 路由高速转发的输出误码率，得到对比结果如图4 所示。

图4 数据转发的误码率对比

分析图4 得知，在隐式IPv6 信道延迟展宽保持不变时，每次提升信道信噪比约2 dB。在实验期间，文献［5-6］方法数据转发的误码率均高于本文方法的数据转发误码率，且本文方法的误码率始终低于25%。因此可以得出：隐式IPv6 路由高速转发路由探测算法在路由转发上更具优势。

4 结语

在隐式IPv6 网络中，受到网络通信信道的干扰以及多径特征的影响，导致隐式IPv6 网络在数据转发过程中的链路均衡性差，为此本文提出隐式IPv6 路由高速转发路由探测算法，提高IPv6 网络数据的转发能力。

该算法通过构建隐式IPv6 路由转发的节点定位模型，采用波特间隔均衡控制方法进行链路信道均衡设计，根据融合性调度方法控制其能耗，对链路转发协议进行优化设计，实现隐式IPv6 路由高速转发路由探测。仿真分析表明，本文方法进行隐式IPv6 网络的转发控制的均衡性较好，误码率较低，链路均衡性好。未来阶段，为得到更适合隐式IPv6 的通信信道模型，以便为路由高速转发设计提供依据，进行隐式IPv6 信道传播特性的测量分析，在此基础上设计更为合适的模型参数，进一步提升转发率。

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摘自《国家中长期教育改革和发展规划纲要》