OLSR路由协议的功率补偿机制研究

摘要：针对物联网无线传感器监测系统，研究了适合稀疏分布传感器节点下的无线路由OLSR协议。并对传统OLSR路由协议进行改进。在网络高可靠性要求和节点分布不均的情况下，引入了功率补偿机制和自主切换机制，并对改进后的协议通过NS2进行了仿真实验。实验结果表明，该协议在可靠性和时延方面均有所提高，达到了提高稀疏节点无线路由网络系统性能的目的。
关键词：OLSRSR协议；稀疏路由；补偿点；功率补偿；自主切换机制

0 引言
无线传感网络节点多用于比较恶劣的环境，如战场或各种地下作业，因此对节能和数据可靠传输的要求较高，同时由于节点分布不均匀，多为垂直和水平分布，传统的路由协议如AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing)，Gear，Leach等缺乏灵活性，且对节点定位要求较高。而先应式路由协议OLSR(Optimized Link state Routing)引入了MPR选择机制，使得其有效减少路由开销和保证节点传输的可靠性。
OLSR是一种先验式路由协议，已经被IETFMANET工作组正式公布为自组网路由协议的RFC标准。OLSR通过获得的拓扑信息，利用Dijkstra算法进行路由计算，选择到达目的节点的最短路径。
虽然OLSR协议具有很多优点，但研究结果表明，当节点分布稀疏时，使用OLSR协议获得的数据吞吐量大幅度下降，同时延迟也增大。因此本文将对OLSR协议进行改进，使其在稀疏节点环境中也能取得较好的性能。

1 OLSR路由协议的改进
本文提出的结合功率进行补偿机制的改进OLSR协议，在节点密集处采用传统OLSR协议，在节点稀疏处自动切换到改进后的OLSR协议。
1．1 OLSR路由算法的缺陷
(1)不适应稀疏节点
OLSR协议默认节点信号传播半径足够大，保证源与目的节点之间存在通信链路使得网络整体连通。但在节点稀疏或移动分布式无线网络拓扑结构中，网络拓扑频繁改变，无法确保网络的连通性及节点问始终存在通信路径。
(2)链路结构不均衡
OLSR协议只有被选为MPR的节点才产生并转发TC(TopologyControl)消息，默认情况下的TC只包含了MPR(MultiPoint Relays)选择者的地址信息。在每个时刻，网络节点的拓扑集里仅仅存在MPR链路信息，而埘其他的对称链路或者单向链路不会反映到网络拓扑集中。OLSR协议实验可以得到10个节点情况下网络拓扑图如图1所示，完整的拓扑图如图2所示。

由图1可以看出，节点3，7，8，9均未被任何节点选为MPR，它们没有TC消息可以发送，同时节点8只有一条链路可以被广播。
节点8到目的节点只有一条可用链路，因此需要为这些MPR节点集中节点数为1的节点选择一个备用的转发节点，当MPR节点出现故障时，能够及时代替MPR节点转发。
1．2 稀疏OLSR路由补偿节点选择算法
改进协议针对只有一条链路被感知的节点，在Hello消息中增加一个标志位，标志该节点MPR集中节点数量。