梁 青, 張文飛, 上官藝偉, 熊 偉

(1.西安郵電大學(xué) 電子工程學(xué)院， 陜西 西安 710121； 2.西京學(xué)院 信息工程學(xué)院， 陜西 西安 710123)

由車載自組網(wǎng)[1-2]發(fā)展而來的無人機(jī)自組網(wǎng)[3]，通過動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方式完成無人機(jī)之間的通信，具有高動(dòng)態(tài)拓?fù)?、自組織、無中心以及多跳性等特點(diǎn)[4-5]，但鏈路容易斷裂，難以滿足軍用無人機(jī)[6]對網(wǎng)絡(luò)性能的要求。采用AODV路由協(xié)議[7-8]的無人機(jī)自組網(wǎng)，受節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度和能量[9]的局限，易發(fā)生鏈路中斷，且鏈路生存期限低，丟包率嚴(yán)重[10]。

針對無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)路由問題，已有不少改進(jìn)措施。基于能量改進(jìn)型的AODV-E路由協(xié)議[11]選擇跳數(shù)少、節(jié)點(diǎn)能量高的鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以避免斷裂問題，但沒有從根本上降低節(jié)點(diǎn)能量的耗費(fèi)?；谡J(rèn)知的AODV路由協(xié)議[12]選擇平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)多的鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)，以提高鏈路修復(fù)的成功率，但增加了存儲(chǔ)空間。基于局部路由修復(fù)的AODV路由協(xié)議[13]采用兩跳本地修復(fù)機(jī)制，以節(jié)約資源和減少端到端的時(shí)延，但鏈路的修復(fù)方式受斷裂位置的限制，且修復(fù)速度慢。這些改進(jìn)措施主要針對節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度低的網(wǎng)絡(luò)，不適用于移動(dòng)速度快的無人機(jī)自組網(wǎng)。為最大程度地延長鏈路的生命周期，在綜合考慮各種因素的同時(shí)，利用鄰居節(jié)點(diǎn)的特性改進(jìn)鏈路的修復(fù)很必要。

本文針對節(jié)點(diǎn)間能耗大、鏈路連接不穩(wěn)定和鏈路維護(hù)效率低等問題，擬給出一種新的改進(jìn)型AODV(I_AODV)路由協(xié)議，綜合考慮路由開銷、平均鄰節(jié)點(diǎn)數(shù)量及鏈路失效時(shí)間這三個(gè)因素[14-15]，以建立穩(wěn)定的鏈路，并在鏈路斷裂時(shí)，通過斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)能量最高的共同鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鏈路的快速修復(fù)，使其更好地適應(yīng)高速變動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

1 AODV協(xié)議

1.1 AODV路由協(xié)議

AODV路由協(xié)議是一種按需式路由協(xié)議，綜合了目的節(jié)點(diǎn)序列距離矢量(destination sequenced distance vector，DSDV) 路由協(xié)議、動(dòng)態(tài)源路由 (dynamic source routing，DSR) 協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)[16]，不僅按照DSDV協(xié)議為每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)了一個(gè)單調(diào)遞增的計(jì)數(shù)器，以更新路由緩存中相關(guān)項(xiàng)目，可以更有效地利用網(wǎng)絡(luò)中的帶寬資源，防止產(chǎn)生環(huán)路，還根據(jù)DSR形成了鏈路發(fā)現(xiàn)和鏈路維護(hù)過程，通過路由表象的動(dòng)態(tài)建立，使節(jié)點(diǎn)可以維護(hù)最新的路由信息。

AODV路由協(xié)議的控制消息包括路由請求(route request，RREQ)、路由回復(fù)(route reply，RREP)和路由錯(cuò)誤(route error，RERR)等。

1.2 鏈路發(fā)現(xiàn)

當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，先檢查路由表是否有到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的鏈路，若有到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的鏈路，直接發(fā)送數(shù)據(jù)；否則，廣播路由請求，建立到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的鏈路，并建立反向鏈路。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或者含有到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)路徑的中間節(jié)點(diǎn)收到路由請求，沿著反向鏈路發(fā)送路由回復(fù)；同時(shí)，建立正向路徑，源節(jié)點(diǎn)收到路由回復(fù)，會(huì)沿著此鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)。

1.3 鏈路維護(hù)

活動(dòng)路由上的節(jié)點(diǎn)會(huì)周期性地廣播消息“HELLO”給鄰節(jié)點(diǎn)，以判斷鏈路的連接狀況。若某節(jié)點(diǎn)發(fā)送“HELLO”后，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未收到任何鄰居節(jié)點(diǎn)廣播消息“HELLO”，說明此條鏈路已斷裂。節(jié)點(diǎn)斷裂處距目標(biāo)節(jié)點(diǎn)近，則啟用本地修復(fù)機(jī)制進(jìn)行修復(fù)；在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)本地修復(fù)不成功，或斷裂處距源節(jié)點(diǎn)近，斷裂處上游節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)送消息“RERR”給源節(jié)點(diǎn)，重新建立鏈路。

1.4 AODV路由協(xié)議缺點(diǎn)分析

AODV路由協(xié)議在建立鏈路的過程中，由于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性和能量的消耗，兩節(jié)點(diǎn)間已建立的鏈路易斷裂，鏈路的生存時(shí)間短。中間節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)僅對第一次收到的RREQ做出反應(yīng)，以建立反向鏈路和發(fā)送RREP，造成大量RREQ不能得到充分利用，極大地浪費(fèi)資源。

節(jié)點(diǎn)的路由表中維護(hù)了一條到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的鏈路，當(dāng)鏈路發(fā)生斷裂時(shí)，只能依據(jù)斷裂處距目的節(jié)點(diǎn)的距離進(jìn)行本地修復(fù)或發(fā)送RERR給源節(jié)點(diǎn)，重新建立鏈路。鏈路頻繁斷裂，導(dǎo)致RREQ的廣播量和傳輸延時(shí)大，且斷裂處上游節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)包的壓力大，數(shù)據(jù)包丟失的概率較大。

2 改進(jìn)的AODV路由協(xié)議

鏈路發(fā)現(xiàn)階段：綜合考慮路由消耗、節(jié)點(diǎn)間鏈路失效時(shí)間及節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)建立穩(wěn)定的鏈路。目的節(jié)點(diǎn)后續(xù)收到RREQ，不再簡單地丟棄。

鏈路維護(hù)階段：根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)的特性，通過斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)對鏈路進(jìn)行快速修復(fù)。

2.1 鏈路權(quán)值計(jì)算

無人機(jī)自組網(wǎng)中鏈路的穩(wěn)定性受多種因素的影響。無人機(jī)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速度較快，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)載及耗能狀況不同，各個(gè)節(jié)點(diǎn)間鏈路的穩(wěn)定性也不同，所以建立一條穩(wěn)定且維持時(shí)間較長的鏈路比較困難，且斷裂鏈路重建概率不高。在通信時(shí)選擇路由開銷小，節(jié)點(diǎn)間鏈路失效時(shí)間長的路由，可以提高鏈路的穩(wěn)定性，延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)量，在一定程度上反映了網(wǎng)絡(luò)的狀況，可以充分利用路由開銷、節(jié)點(diǎn)間鏈路失效時(shí)間及節(jié)點(diǎn)的平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)等信息設(shè)計(jì)路由算法。

將最優(yōu)路由選擇問題轉(zhuǎn)化為路由開銷C、節(jié)的平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)N和鏈路失效時(shí)間T最優(yōu)的問題，具體是路由開銷小，節(jié)點(diǎn)的平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)多和鏈路失效時(shí)間長。

為了方便計(jì)算，將上述3個(gè)條件轉(zhuǎn)化為權(quán)值計(jì)算，表示為

(1)

路由開銷越小，節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，節(jié)點(diǎn)間鏈路維持的時(shí)間越長，選擇的鏈路越穩(wěn)定，協(xié)議對動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力越強(qiáng)，所以,權(quán)值越小建立的鏈路越穩(wěn)定。

(1) 路由開銷

網(wǎng)絡(luò)中鏈路上節(jié)點(diǎn)能量的大小及能量消耗的快慢對鏈路質(zhì)量起著決定性作用，鏈路越短，緩沖數(shù)據(jù)包越少，節(jié)點(diǎn)能量消耗越小，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延越小，所以，路由開銷可用公式表示為

(2)

其中，hc表示跳數(shù)，q表示鏈路中節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)包的最大數(shù)目，e表示鏈路中節(jié)點(diǎn)剩余的最小能量值，由式(2)知，路由開銷越小，鏈路的生存時(shí)間越長。

(2) 平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)

節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)可以反映出網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息，節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，鏈路斷裂時(shí)，鏈路重建概率越高。通過平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)來判斷鏈路的整體狀態(tài)。所以，平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)可以表示為

(3)

其中，NT表示源節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所有鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)之和，hc表示節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的跳數(shù)。由式(3)知，平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，鏈路斷裂時(shí)修復(fù)成功的概率越大。

(3) 節(jié)點(diǎn)間鏈路失效時(shí)間

由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速度快，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)間鏈路不穩(wěn)定，所以，鏈路上節(jié)點(diǎn)間鏈路失效時(shí)間是必須考慮的因素。節(jié)點(diǎn)間鏈路失效時(shí)間是通過節(jié)點(diǎn)位置及其移動(dòng)速度計(jì)算得出的(通過GPS定位系統(tǒng)獲得節(jié)點(diǎn)的位置和移動(dòng)速度)。表示為

(4)

其中

a=V1cosθ1-V2cosθ2,b=Xm-Xx,c=V1sinθ1-V2sinθ2,d=Ym-Yx。

(Xm,Ym)為節(jié)點(diǎn)m的坐標(biāo)，(Xx,Yx)為節(jié)點(diǎn)x的坐標(biāo)。V1為節(jié)點(diǎn)m的速度，V2為節(jié)點(diǎn)x的速度，θ1為節(jié)點(diǎn)m的方向角，θ2為節(jié)點(diǎn)x的方向角。由式(4)知，鏈路失效時(shí)間的值越大，說明鏈路越穩(wěn)定，維持的時(shí)間越長。

2.2 鏈路發(fā)現(xiàn)機(jī)制

源節(jié)點(diǎn)需要給目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，源節(jié)點(diǎn)沒有到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，就會(huì)廣播RREQ進(jìn)行鏈路建立。RREQ中記錄著節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，節(jié)點(diǎn)剩余能量、鄰居節(jié)點(diǎn)總數(shù)和鏈路中節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)包的數(shù)目以及計(jì)算出的路由開銷、平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)、鏈路失效時(shí)間的值。建立鏈路時(shí)，RREQ每轉(zhuǎn)發(fā)一次，其數(shù)據(jù)包中的變量會(huì)相應(yīng)更新。

中間節(jié)點(diǎn)收到RREQ，根據(jù)路由表及鄰居列表中維護(hù)的相關(guān)信息計(jì)算并更新路由開銷、平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)及鏈路失效時(shí)間的值，同時(shí)計(jì)算權(quán)值。

目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或含有目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的中間節(jié)點(diǎn)收到RREQ后，選擇權(quán)值最小的鏈路回復(fù)RREP，源節(jié)點(diǎn)收到RREP后，沿此鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)。之后目標(biāo)節(jié)點(diǎn)收到RREQ，判斷其權(quán)值是否小于已回復(fù)給源節(jié)點(diǎn)的RREQ中的權(quán)值，若小于，則向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送RREP，通知其切換鏈路，否則，直接丟棄。

路由發(fā)現(xiàn)流程如圖1所示。

圖1 路由發(fā)現(xiàn)流程

2.3 鏈路維護(hù)機(jī)制

由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?，活?dòng)路由上的節(jié)點(diǎn)會(huì)周期性發(fā)送消息“HELLO”檢測鏈路的連接狀況。如果節(jié)點(diǎn)在一定的時(shí)間內(nèi)未收到下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息，說明鏈路發(fā)生斷裂。斷裂處上游節(jié)點(diǎn)會(huì)緩存源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，尋找斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)重新建立鏈路，恢復(fù)數(shù)據(jù)的傳輸。

尋找斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)時(shí)，定義一個(gè)數(shù)組“common[ ]”來記錄所有共同鄰居節(jié)點(diǎn)。遍歷斷裂處上游節(jié)點(diǎn)的鄰居，如果其也存在于斷裂處下游節(jié)點(diǎn)的鄰居列表，說明該節(jié)點(diǎn)是斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)，將其存放到數(shù)組中。遍歷數(shù)組中的元素即可找到能量最大的共同鄰居節(jié)點(diǎn)。

I_AODV協(xié)議中引入了通知消息包，在本文中的應(yīng)用是斷裂處上游節(jié)點(diǎn)B發(fā)送通知消息給斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)E，告知其目的節(jié)點(diǎn)是斷裂處下游節(jié)點(diǎn)C。鏈路修復(fù)過程如圖2所示。

圖2 鏈路修復(fù)

當(dāng)鏈路正在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)C之間發(fā)生斷裂，會(huì)啟動(dòng)鏈路修復(fù)機(jī)制，檢查節(jié)點(diǎn)C的能量，如果大于0，查找節(jié)點(diǎn)B和C能量最強(qiáng)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)E來進(jìn)行鏈路的重建。

鏈路建立的步驟如下。

(1)節(jié)點(diǎn)B通過查看自己鄰居列表的信息，找到所有的鄰居節(jié)點(diǎn)。

(2)遍歷節(jié)點(diǎn)B的所有鄰居節(jié)點(diǎn)，若節(jié)點(diǎn)B的鄰居節(jié)點(diǎn)同時(shí)也是節(jié)點(diǎn)C的鄰居節(jié)點(diǎn)，說明該節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)B和C的共同鄰居節(jié)點(diǎn)，將其存放在數(shù)組“common[ ]”中。

(3)遍歷數(shù)組中的節(jié)點(diǎn)，找出能量最強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)B和C能量最強(qiáng)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)E。

(4)節(jié)點(diǎn)B查看自身路由表，是否存在與節(jié)點(diǎn)E之間的路由。若存在，節(jié)點(diǎn)B先發(fā)送通知消息給節(jié)點(diǎn)E，告知其目的節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)C，然后發(fā)送數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)E；若不存在，直接建立節(jié)點(diǎn)B到節(jié)點(diǎn)E之間路由，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)E是節(jié)點(diǎn)B的鄰居節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)B的鄰居列表中含有節(jié)點(diǎn)E的信息，故可直接建立節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)E之間的路由。節(jié)點(diǎn)B發(fā)送通知消息給節(jié)點(diǎn)E，告知其目的節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)C，然后發(fā)送數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)E。

(5)當(dāng)節(jié)點(diǎn)E收到通知消息時(shí)，查看其路由表，是否有到節(jié)點(diǎn)C的路由。 若存在，節(jié)點(diǎn)E直接發(fā)送數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)C，節(jié)點(diǎn)C繼續(xù)傳輸，直至到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)；若不存在，節(jié)點(diǎn)E建立到節(jié)點(diǎn)C的路由,然后發(fā)送數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)C，直至發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。

若斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)不存在或者共同鄰居節(jié)點(diǎn)存在但能量為0，或斷裂處下游節(jié)點(diǎn)能量為0，依據(jù)斷裂處距離目的節(jié)點(diǎn)的距離，進(jìn)行原始本地修復(fù)或者發(fā)送RERR消息給源節(jié)點(diǎn)，重新建立鏈路。

I_AODV路由協(xié)議鏈路修復(fù)的流程如圖3所示。

圖3 I_AODV路由協(xié)議鏈路修復(fù)流程

節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)E之間鏈路一旦建立，節(jié)點(diǎn)B就會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)E,以緩解節(jié)點(diǎn)B緩存數(shù)據(jù)的壓力，降低節(jié)點(diǎn)B的消耗，同時(shí)也可降低丟包率。

如圖2所示，I_AODV協(xié)議的鏈路修復(fù)時(shí)間為t1+t2,而AODV協(xié)議的鏈路修復(fù)時(shí)間為t1+t2+t3+t4，可知I_AODV協(xié)議縮短了鏈路修復(fù)時(shí)間。此外，如果節(jié)點(diǎn)A和B之間發(fā)生斷裂，則AODV協(xié)議不能進(jìn)行鏈路修復(fù)，只能發(fā)送RERR消息重新建立鏈路，而I_AODV協(xié)議仍可進(jìn)行鏈路修復(fù)?？梢?，I_AODV協(xié)議鏈路修復(fù)方法不受鏈路斷裂位置限制，且所建鏈路上節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)多，斷裂鏈路修復(fù)的概率較高，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)小。

3 仿真與分析

利用在16.04版Ubuntu下安裝的ns-2.35對AODV、I_AODV協(xié)議進(jìn)行仿真。仿真的環(huán)境為1 km ×1 km的矩形區(qū)域，隨機(jī)產(chǎn)生為50個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的能量為40 J，仿真時(shí)間為200 s，傳輸距離為250 m，發(fā)送速率為1 包/s，最大連接數(shù)為30個(gè)，傳輸功率為0.660 W，接收功率為0.035 W，隨機(jī)中子數(shù)為1，節(jié)點(diǎn)的傳輸模型為TwoRayGround。對節(jié)點(diǎn)速度為10～100 m/s區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的丟包率、端到端的延時(shí)、節(jié)點(diǎn)平均剩余能量及路由發(fā)現(xiàn)頻率進(jìn)行仿真，使用trace文件記錄仿真數(shù)據(jù)，用awk程序提取和處理數(shù)據(jù)，使用gnuplot工具畫圖分析。

仿真主要從不同節(jié)點(diǎn)速度下對丟包率、端到端的時(shí)延、節(jié)點(diǎn)平均剩余能量及路由發(fā)現(xiàn)頻率等4個(gè)方面評(píng)價(jià)兩種協(xié)議的性能。兩種協(xié)議在不同速度下的性能對比結(jié)果如圖4所示。

由圖4(a)可知，隨著節(jié)點(diǎn)速度的增大丟包率也隨之變高。相同速度下I_AODV路由協(xié)議低于AODV協(xié)議的丟包率。其原因在于，I_AODV建立的鏈路更穩(wěn)定，降低了鏈路斷裂的幾率，且鏈路斷裂時(shí)修復(fù)的速度更快。

由圖4(b)可見，隨著速度的加快，節(jié)點(diǎn)端到端的延時(shí)也隨著變大，相同速度下I_AODV路由協(xié)議低于AODV端到端的延時(shí)。這是因?yàn)?，I_AODV路由協(xié)議建立的鏈路穩(wěn)定，不易斷裂，且斷裂鏈路的修復(fù)速度快。即使斷裂處距離源節(jié)點(diǎn)近，也不發(fā)送RERR消息重建鏈路而是進(jìn)行鏈路修復(fù)，減少了大量延時(shí)。

由圖4(c)可知，隨著速度的增大，節(jié)點(diǎn)的平均剩余能量隨著減小，I_AODV路由協(xié)議的節(jié)點(diǎn)平均剩余能量大。這是由于，改進(jìn)后的路由協(xié)議所建鏈路性能更穩(wěn)定，路由開銷小，且斷裂鏈路修復(fù)時(shí)，斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)可以分擔(dān)斷裂處上游節(jié)點(diǎn)緩存的數(shù)據(jù)包，降低了節(jié)點(diǎn)的消耗。

由圖4(d)可知，I_AODV路由協(xié)議路由發(fā)現(xiàn)頻率低于AODV協(xié)議。這是因?yàn)?，鏈路建立時(shí)考慮鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)、路由開銷及鏈路失效時(shí)間，所建鏈路比較穩(wěn)定，而且，斷裂鏈路的修復(fù)不受鏈路斷裂位置的限制，鏈路修復(fù)時(shí)不需要廣播路由請求消息。

圖4 協(xié)議改進(jìn)前后不同速度下的性能對比

4 結(jié)語

針對無人機(jī)自組網(wǎng)不穩(wěn)定的問題，提出新的I_AODV協(xié)議算法。在鏈路建立的過程中，綜合路由開銷，節(jié)點(diǎn)的平均鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)以及鏈路失效時(shí)間來建立穩(wěn)定的鏈路，且在鏈路斷裂時(shí)由斷裂處上下游節(jié)點(diǎn)與其能量最大的共同鄰居節(jié)點(diǎn)快速建立鏈路進(jìn)行修復(fù)，不受鏈路斷裂位置的限制，且鏈路修復(fù)速度快。仿真表明，在端到端的時(shí)延、丟包率、節(jié)點(diǎn)平均剩余能量及路由發(fā)現(xiàn)頻率方面均優(yōu)于原始AODV；與原始AODV協(xié)議相比，有效的改善了鏈路的穩(wěn)定性，降低了節(jié)點(diǎn)的能量耗費(fèi)，增加了節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間，延長了網(wǎng)絡(luò)的生存周期。但是，還需要進(jìn)一步增強(qiáng)鏈路的穩(wěn)定性，以適應(yīng)節(jié)點(diǎn)速度更快的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。