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【摘 要】移动Ad Hoc网络属移动分布式多跳无线网络，其具备极强的自组织能力。此类网络形式在诸多领域（环境监测、国家安全、空间探索、交通管理等）内皆具有非常理想的应用价值。本文简述了通信量干扰模型的实现，分析了通信量相关干扰感知路由协议。
【关键词】移动Ad Hoc网络 通信量 路由协议
移动Ad Hoc网络一直受到相关干扰的影响，使得网络能量消耗、网络吞吐量、网络寿命等性能始终得不到保证。本文基于通信量干扰模型引入了移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议（TIR），以期改善移动Ad Hoc网络的综合性能。
一、通信量干扰模型的实现
移动Ad Hoc网络内各节点的通信量是实现通信量干扰模型的前提条件，但因受到网络冲突、节点移动等事件的影响，获取各节点的通信量具有极大的难度系数。因此，本文引入平均包发送率函数式：
上述函数式的提出思路为：自MAC层开始，各节点便开始收集并记录下相关的通信量信息，由此获得若干节点包发送率（即，，，……，），此时求出最近n秒内包发送率的均值。其中，n与平均包发送率对各节点的通信量的反映效果呈正相关，但若n值异常大或异常小，其往往会制约平均包发送率对通信量动态变化的反映效果。由此可见，n值过大有悖于移动Ad Hoc网络节点的动态分布特点；n值过小会加剧突发数据对通信量的不良影响。那么，n值应该被控制在一定的范围内。
本文引入RIS/CTS控制包，旨在实现通信干扰模型。RIS/CTS控制包具有如下优点：实现难度系数小、实现成本低；简化了节点与其附近节点的联系（实现了发送活动与广播通信量信息同步），由此控制了信息重复交换的次数、确保了对通信量动态变化的反映效果、保证了各节点获取通信量信息的及时性。通信量干扰模型的实现过程为：
把TF（标志位）和T（储存待交换的通信量信息）字段增加到RTS包内，如果RTS包自身含有通信量信息，记为1；如果没有，记为0。MAC层应准确统计出待发送数据包的数目，以便提取通信量。把各节点的计时器皆设定为1s。计时器计时可反映出数据包的数目，计时器超时可反映出前1s内数据包的发送率，再结合上述函数式获得某节点处的平均通信量T。待某节点首次接收到RTS包后，若TF为1，便可直接获取RTS包被通信量信息，但该节点尚需另一计时器，以便统计出前1s内邻近节点通信量加权总和，由此获得此节点的干扰值。
二、通信量相关干扰感知路由协议
利用通信量干扰模型可准确获取移动Ad Hoc网络内各节点的干扰值，此时通过通信量相关干扰感知路由协议可有效实现此类干扰的降低。由通信量最小干扰路由协议TIR可知，平均链路干扰感知路由协议ALIR类似于选路机制。通信量最小干扰路由协议建立的基础是DSR协议，类似于DSR协议的路由机制包括路由维护与路由发现，两者的分本区别由路由发现过程体现出来。下文具体介绍了此过程：
（一）此类协议要求把一个干扰值I字段分别添加到路由应答包和路由请求包内，旨在存储相关干扰值。把一个干扰值I字段添加到各节点的路由表内，旨在存储相关干扰信息。
（二）路由发现过程体现了路由请求包利用干扰值I字段准确记录下了整个发现过程各节点的干扰值。待路由请求包抵达目标节点后，就全部中间节点的干扰值做求和处理，由此获得此路径的干扰值。如果移动Ad Hoc网络内分布着一条由节点至节点的多跳路径，那么此多跳路径的干扰值计算函数式为：
此时利用此多跳路径的长度（或跳数）n，求得平均干扰值Metric，其中平均干扰值Metric满足如下函数式：
（三）通常情况下，目标节点接收的路由请求包皆可用来表示一条由源节点至目标节点的可能路径，而路由请求包的干扰值字段皆可反映出各条路径所涵盖的干扰值信息。此时，目标节点可就各路由请求包生成与之对应的路由应答包，以此把此路径所有的路由信息和此路径的平均链路干扰值完整地返向源节点。平均链路干扰值通常被储存到路由应答包的干扰字段I内。
（四）待路由应答包到达源节点后，即把此路径信息和路径的平均链路干扰值全部记录到对应的路由表内，若源节点路由表内记录了目标节点的发送路径，则源节点仅需选中一条平均链路最小干扰值，由此转发数据便可完成数据包的发送。
（五）要实现路由协议的自适应性，即路由协议对通信量分布和网络拓扑动态变化的适应，一方面需要选择类似于DSR协议的路由维护机制，另一方面需要新协议定期清空全部节点的路由表，此时再发起一次路由发现过程，由此实现路由更新。
三、讨论
现阶段，移动Ad Hoc网络信道接入协议多为单信道，其中单信道在解决干扰问题方面具有极大的局限性，而基于单信道的通信量干扰模型必然存在某种局限性。基于此，本文认为有必要有效突破单信道的束缚，即考虑把多信道接入协议用来解决通信量干扰问题。总体而言，目前移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议存在极大的局限性，有待对其深入研究和优化升级。
参考文献：
[1]张信明，刘琼，代仕芳等.移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议[J].软件学报，2009，20（10）：2721-2728.
[2]何晖，王换招，李昊等.增强Ad Hoc网络稳定性的移动问题解决策略[J].西安交通大学学报，2011，45（4）：6-11.
[3]施荣华，袁倩.一种安全的多层移动自组网密钥管理方案[J].中南大学学报（自然科学版），2010，41（1）：201-206.
[4]秦丹阳.移动Ad Hoc网络中路由自愈技术的实现[D].哈尔滨工业大学，2008.
作者简介：
刘晓春，1981年10月出生，现就职于张家口移动公司。
【关键词】移动Ad Hoc网络 通信量 路由协议
移动Ad Hoc网络一直受到相关干扰的影响，使得网络能量消耗、网络吞吐量、网络寿命等性能始终得不到保证。本文基于通信量干扰模型引入了移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议（TIR），以期改善移动Ad Hoc网络的综合性能。
一、通信量干扰模型的实现
移动Ad Hoc网络内各节点的通信量是实现通信量干扰模型的前提条件，但因受到网络冲突、节点移动等事件的影响，获取各节点的通信量具有极大的难度系数。因此，本文引入平均包发送率函数式：
上述函数式的提出思路为：自MAC层开始，各节点便开始收集并记录下相关的通信量信息，由此获得若干节点包发送率（即，，，……，），此时求出最近n秒内包发送率的均值。其中，n与平均包发送率对各节点的通信量的反映效果呈正相关，但若n值异常大或异常小，其往往会制约平均包发送率对通信量动态变化的反映效果。由此可见，n值过大有悖于移动Ad Hoc网络节点的动态分布特点；n值过小会加剧突发数据对通信量的不良影响。那么，n值应该被控制在一定的范围内。
本文引入RIS/CTS控制包，旨在实现通信干扰模型。RIS/CTS控制包具有如下优点：实现难度系数小、实现成本低；简化了节点与其附近节点的联系（实现了发送活动与广播通信量信息同步），由此控制了信息重复交换的次数、确保了对通信量动态变化的反映效果、保证了各节点获取通信量信息的及时性。通信量干扰模型的实现过程为：
把TF（标志位）和T（储存待交换的通信量信息）字段增加到RTS包内，如果RTS包自身含有通信量信息，记为1；如果没有，记为0。MAC层应准确统计出待发送数据包的数目，以便提取通信量。把各节点的计时器皆设定为1s。计时器计时可反映出数据包的数目，计时器超时可反映出前1s内数据包的发送率，再结合上述函数式获得某节点处的平均通信量T。待某节点首次接收到RTS包后，若TF为1，便可直接获取RTS包被通信量信息，但该节点尚需另一计时器，以便统计出前1s内邻近节点通信量加权总和，由此获得此节点的干扰值。
二、通信量相关干扰感知路由协议
利用通信量干扰模型可准确获取移动Ad Hoc网络内各节点的干扰值，此时通过通信量相关干扰感知路由协议可有效实现此类干扰的降低。由通信量最小干扰路由协议TIR可知，平均链路干扰感知路由协议ALIR类似于选路机制。通信量最小干扰路由协议建立的基础是DSR协议，类似于DSR协议的路由机制包括路由维护与路由发现，两者的分本区别由路由发现过程体现出来。下文具体介绍了此过程：
（一）此类协议要求把一个干扰值I字段分别添加到路由应答包和路由请求包内，旨在存储相关干扰值。把一个干扰值I字段添加到各节点的路由表内，旨在存储相关干扰信息。
（二）路由发现过程体现了路由请求包利用干扰值I字段准确记录下了整个发现过程各节点的干扰值。待路由请求包抵达目标节点后，就全部中间节点的干扰值做求和处理，由此获得此路径的干扰值。如果移动Ad Hoc网络内分布着一条由节点至节点的多跳路径，那么此多跳路径的干扰值计算函数式为：
此时利用此多跳路径的长度（或跳数）n，求得平均干扰值Metric，其中平均干扰值Metric满足如下函数式：
（三）通常情况下，目标节点接收的路由请求包皆可用来表示一条由源节点至目标节点的可能路径，而路由请求包的干扰值字段皆可反映出各条路径所涵盖的干扰值信息。此时，目标节点可就各路由请求包生成与之对应的路由应答包，以此把此路径所有的路由信息和此路径的平均链路干扰值完整地返向源节点。平均链路干扰值通常被储存到路由应答包的干扰字段I内。
（四）待路由应答包到达源节点后，即把此路径信息和路径的平均链路干扰值全部记录到对应的路由表内，若源节点路由表内记录了目标节点的发送路径，则源节点仅需选中一条平均链路最小干扰值，由此转发数据便可完成数据包的发送。
（五）要实现路由协议的自适应性，即路由协议对通信量分布和网络拓扑动态变化的适应，一方面需要选择类似于DSR协议的路由维护机制，另一方面需要新协议定期清空全部节点的路由表，此时再发起一次路由发现过程，由此实现路由更新。
三、讨论
现阶段，移动Ad Hoc网络信道接入协议多为单信道，其中单信道在解决干扰问题方面具有极大的局限性，而基于单信道的通信量干扰模型必然存在某种局限性。基于此，本文认为有必要有效突破单信道的束缚，即考虑把多信道接入协议用来解决通信量干扰问题。总体而言，目前移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议存在极大的局限性，有待对其深入研究和优化升级。
参考文献：
[1]张信明，刘琼，代仕芳等.移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议[J].软件学报，2009，20（10）：2721-2728.
[2]何晖，王换招，李昊等.增强Ad Hoc网络稳定性的移动问题解决策略[J].西安交通大学学报，2011，45（4）：6-11.
[3]施荣华，袁倩.一种安全的多层移动自组网密钥管理方案[J].中南大学学报（自然科学版），2010，41（1）：201-206.
[4]秦丹阳.移动Ad Hoc网络中路由自愈技术的实现[D].哈尔滨工业大学，2008.
作者简介：
刘晓春，1981年10月出生，现就职于张家口移动公司。