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無人飛機(jī)自組網(wǎng)的路由協(xié)議設(shè)計(jì)構(gòu)思及研究（二）

作者： 深方科技 時(shí)間：2019-08-19 來源：qingdaoet.cn
摘要：依據(jù) ribp 數(shù)據(jù)文件中鄰連接點(diǎn)表發(fā)覺單邊外鏈，以后中下游連接點(diǎn)根據(jù)上傳 ulp/ulbp （ unilinkpacket/unilinkbroadcastpacket ）報(bào)文格式來通告上下游連接點(diǎn)那條單邊...

依據(jù)ribp數(shù)據(jù)文件中鄰連接點(diǎn)表發(fā)覺單邊外鏈，以后中下游連接點(diǎn)根據(jù)上傳ulp/ulbp（unilink packet/unilink broadcast packet）報(bào)文格式來通告上下游連接點(diǎn)那條單邊外鏈。當(dāng)上游節(jié)點(diǎn)收到該信息后，通過ul_ack報(bào)文反饋給下游節(jié)點(diǎn)。收到ribp報(bào)文后解析報(bào)文中的關(guān)鍵信息，對照本地鄰節(jié)點(diǎn)表，最終發(fā)送ulp/ulbp報(bào)文或者更新本地路由表。系統(tǒng)收到ribp報(bào)文獲取源節(jié)點(diǎn)號、item信息等，然后遍歷查詢本地鄰節(jié)點(diǎn)信息。假如系統(tǒng)軟件中沒有該連接點(diǎn)信息內(nèi)容，起動(dòng)單邊外鏈通告體制，根據(jù)分辨系統(tǒng)軟件中是不是有路由器信息內(nèi)容轉(zhuǎn)化成ulp或是ulbp報(bào)文格式。如果系統(tǒng)中有該節(jié)點(diǎn)信息，則更新相應(yīng)的鏈路狀態(tài)，根據(jù)鏈路信息更新路由表，然后遍歷所有的路徑信息，更新路由表中到各目的節(jié)點(diǎn)的路由信息，并更新底層的轉(zhuǎn)發(fā)表信息。

 

1單向鏈路發(fā)現(xiàn)機(jī)制為一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

每一連接點(diǎn)規(guī)律性廣播節(jié)目ribp包，假如連接點(diǎn)D接到A發(fā)過來的ribp包，證實(shí)A→D那條外鏈?zhǔn)峭ǖ?。同時(shí)，對D來說，他會(huì)將哪些節(jié)點(diǎn)能到他這條鏈路信息放到ribp包內(nèi)的鄰節(jié)點(diǎn)表，即在本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)里，D會(huì)將節(jié)點(diǎn)A放至它的ribp包的鄰節(jié)點(diǎn)表中。同樣，對于A節(jié)點(diǎn)來說，因?yàn)槭詹坏?/span>D發(fā)來的ribp包，所以D不是它的鄰節(jié)點(diǎn)。因而，當(dāng)D接到A發(fā)過來的ribp包時(shí)，在該包的鄰接點(diǎn)表中查不出自身的存有?；诖耍?/span>D節(jié)點(diǎn)判定A→D這條鏈路為單向鏈路。

把單向鏈路A→D的節(jié)點(diǎn)A稱為上游節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)D稱為下游節(jié)點(diǎn)。當(dāng)中下游連接點(diǎn)發(fā)覺存有這條單邊外鏈后，它必須將這一信息內(nèi)容通告給上下游連接點(diǎn)，那樣上下游連接點(diǎn)才能夠 運(yùn)用A→D那條外鏈。

 

2　仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

文中應(yīng)用自組網(wǎng)模擬仿真服務(wù)平臺(tái)任意轉(zhuǎn)化成的動(dòng)態(tài)性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溟_展功能測試，從排序傳送率、收斂性時(shí)間、路由器花銷3個(gè)關(guān)鍵的性能參數(shù)，對比分析TDFP路由協(xié)議和傳統(tǒng)式自組網(wǎng)路由協(xié)議的特性差別。

 

3分組傳遞率的仿真結(jié)果

排序傳送率就是指目地連接點(diǎn)接到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)排序數(shù)與源連接點(diǎn)上傳的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)排序數(shù)的比率。該值描述了自組網(wǎng)的丟包率，是路由協(xié)議完整性和正確性的體現(xiàn)。本組實(shí)驗(yàn)的仿真場景為1 500 m×300 m的矩形區(qū)域，仿真時(shí)間為900 s，仿真節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為50個(gè)。節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)模型設(shè)置為隨機(jī)點(diǎn)模型（Random Waypoint Model），移動(dòng)速度為360 m/s，模擬不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓俾氏碌穆酚蓞f(xié)議性能。通訊源為具備勻速運(yùn)動(dòng)音頻比特率（Constant Bit Rate，CBR）的連接點(diǎn)，其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)排序造成速度為每秒鐘4排序，通訊源數(shù)量為30個(gè)，仿真模擬不一樣數(shù)據(jù)流量下的路由協(xié)議特性。

 

其中，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模型為隨機(jī)點(diǎn)模型，這個(gè)模型包括一個(gè)暫停時(shí)間參數(shù)，即節(jié)點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)位置后的停留時(shí)間。本組實(shí)驗(yàn)中的暫停時(shí)間選擇為0 s、30 s、60 s、120 s、300 s、600 s和900 s。0 s的暫停時(shí)間描述節(jié)點(diǎn)的連續(xù)移動(dòng)，900 s的暫停時(shí)間描述節(jié)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。在任意點(diǎn)實(shí)體模型中，中止時(shí)間越少，連接點(diǎn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)越高；相反，連接點(diǎn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)越低。

如圖所示，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性高的情況下，即暫停時(shí)間小于300 s，DSDV協(xié)議的分組傳遞率較差，原因是DSDV協(xié)議只保存一條到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)路由。當(dāng)該路由斷開后，節(jié)點(diǎn)會(huì)大量丟包。其他三種協(xié)議的分組傳遞率性能較好，始終保持在0.95之上。在其中，按需式路由器AODV協(xié)議書在無線通信網(wǎng)絡(luò)高的自然環(huán)境下特性優(yōu)良，但在無線通信網(wǎng)絡(luò)低的自然環(huán)境下，和文中設(shè)計(jì)構(gòu)思的TDFP路由協(xié)議的特性有必須差別，緣故是TDFP協(xié)議書最底層歸屬于表驅(qū)動(dòng)器路由協(xié)議，會(huì)規(guī)律性廣播節(jié)目路由器報(bào)文格式來保持路由器的精確性，但AODV協(xié)議書只在必須通訊時(shí)才會(huì)維護(hù)保養(yǎng)路由器，如果發(fā)覺路由器錯(cuò)誤，在路由器修補(bǔ)前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)排序?qū)?huì)被立即丟掉。

 

4收斂時(shí)間的仿真結(jié)果

僅調(diào)整暫停時(shí)間為0、20、40、60、80、100、120、140、160、180檔。如圖所示，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性較高的情況下，即暫停時(shí)間小于100 s，DSDV協(xié)議的收斂時(shí)間較長，而AODV協(xié)議的收斂時(shí)間較短。原因是DSDV協(xié)議大部分路由報(bào)文周期性發(fā)送，當(dāng)該路由失效后，節(jié)點(diǎn)還需等待發(fā)送周期到來。但是，AODV協(xié)議當(dāng)發(fā)現(xiàn)路由失效后，會(huì)立即通知源節(jié)點(diǎn)重建路由。因此，在移動(dòng)性高的環(huán)境下，它的收斂時(shí)間短。相反，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性較低的情況下，即暫停時(shí)間大于120 s，AODV協(xié)議的收斂時(shí)間較長，而DSDV協(xié)議的收斂時(shí)間較短。文中設(shè)計(jì)構(gòu)思的TDFP路由協(xié)議總體特性接近兩者之間，緣故是TDFP協(xié)議書最底層歸屬于表驅(qū)動(dòng)器路由協(xié)議，會(huì)規(guī)律性廣播節(jié)目路由器報(bào)文格式來保持路由器的精確性，一起文中給其添加了收斂性體制，如果發(fā)覺路由器無效，馬上會(huì)將該消息傳遞給必須再次測算路由器的連接點(diǎn)，進(jìn)而提升了路由協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滢D(zhuǎn)變的敏感度。

 

5路由開銷的仿真結(jié)果

仿真參數(shù)如表所示，仿真結(jié)果如圖所示。四種協(xié)議的路由開銷差距很大。TDFP協(xié)議和CGSR協(xié)議的開銷最小，DSDV協(xié)議的開銷最大，AODV協(xié)議的開銷隨著節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的改變而變化明顯。DSDV協(xié)議的路由開銷巨大，原因是它屬于平面結(jié)構(gòu)路由協(xié)議，且總是周期性發(fā)送路由報(bào)文給鄰居節(jié)點(diǎn)。在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性高的場景下時(shí)，DSDV協(xié)議發(fā)送完整的路由更新報(bào)文；在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性低的場景下，DSDV協(xié)議發(fā)送部分增長型的路由更新報(bào)文，因此其曲線隨節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性降低出現(xiàn)下降趨勢。AODV協(xié)議是一種典型的按需式路由協(xié)議。在連接點(diǎn)無線通信網(wǎng)絡(luò)高的情景下，AODV協(xié)議書常常必須復(fù)建無效的路由器，因此路由器花銷很大；在連接點(diǎn)無線通信網(wǎng)絡(luò)低的情景下，AODV協(xié)議書只需有時(shí)候上傳Hello信息來保持路由器，因此路由器花銷較小。本文設(shè)計(jì)的TDFP協(xié)議和CGSR協(xié)議的路由開銷都很低，且隨著節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性減小而逐漸降低。在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性高的場景下，TDFP協(xié)議除了需要周期性發(fā)送路由報(bào)文外，還要在路由失效時(shí)觸發(fā)上文提到的收斂機(jī)制，進(jìn)一步加快路由收斂速度；在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性低的場景下，TDFP協(xié)議只需周期性維護(hù)路由連接即可，路由開銷基本保持不變。

 

結(jié)　語

依據(jù)模擬仿真結(jié)果，能夠 算出下列依據(jù)：在規(guī)模性自組網(wǎng)中，TDFP路由協(xié)議相對性于傳統(tǒng)式的自組網(wǎng)路由協(xié)議，可以在提升統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)排序傳送率、減少互聯(lián)網(wǎng)收斂性時(shí)間、減少路由器花銷層面獲得優(yōu)良的提升實(shí)際效果。


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