CN105451291A - 一种aodv路由方法、节点设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AODV路由方法、节点设备及系统，涉及电力通信技术领域，其中，该方法包括：在源节点没有到达目的节点的已知路由时，所述源节点构建扩展RREQ报文，并广播所述扩展RREQ报文；接收到所述扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并将所述惩罚权值累计到所述扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据所述惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径；判断本节点是否为所述目的节点，若判定本节点非目的节点，则继续广播所述RREQ报文。

Description

一种AODV路由方法、节点设备及系统

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，特别涉及一种AODV(Ad-hocOn-DemandDistanceVector，源驱动路由协议)路由方法、节点设备及系统。

背景技术

目前230MHz无线通信系统采用“基站—蜂窝小区”的架构模式，系统的覆盖范围和容量都由设备性能直接决定，未考虑复杂的网络规划且系统扩展性较差。因此，原有的230MHz无线通信系统无法完全满足配电自动化系统的通信需求和发展趋势，必须发展新一代的230MHz无线通信网络，以满足智能配电网通信对实时性、大容量、高可靠性、安全性和高成功率的要求。为此，提出一种基于230MHz的无线网格(Mesh)通信网络以构建新型配电网通信系统。通过利用电力专有的230MHz无线频段资源，采用无线mesh网络，实现自组网技术在230MHz电力无线专网的应用，以其可靠传输、高效组网、灵活配置的优势为配电网通信提供重要支撑。

按照路由建立的方式不同，无线mesh网络路由方法可以分为先验式路由方法、按需路由方法。AODV是一种对等的，基于目的的按需路由方法。AODV路由方法主要包括路由发现和路由维护两个过程。

(1)路由发现过程，AODV的路由发现过程由反向路由的建立和前向路由的建立两部分组成。

(2)路由表的管理和维护

AODV路由方法中的路由表主要包括目的节点、下一跳节点、距离目的节点的跳数、目的节点序列号、本路由的活跃邻节点和本路由的超期时长等信息。同时，在AODV路由方法中，节点还存储一些与路由表相关的信息。以下几点是其中比较重要的：

路由请求超时定时器:和反向路由相关的定时器，当定时器超期后，节点仍未收到路由响应报文时，节点则认为该反向路由无效，删除该反向路由。

活跃超时时长和前向路由相关的时长。当超过活跃时长时间后，节点仍然无数据利用该路由发送时，删除该路由(即使该路由可能有效)。

当节点使用路由表中的某项路由发送数据时，该路由的超期时长更新为当前时间+活跃超时时长。当节点收到一条新的路由时，选择新路由和本节点存储路由中目的节点序列号大的路由为有效路由。当序列号一致时，则选择跳数小的路由。节点的移动可能会造成现有路由的失效，根据节点的不同，AODV路由方法的处理方法不同。

当由于源节点移动而造成路由失效时，此时只能由源节点再次发起路由请求过程。

当由于中间节点或目的节点的移动而造成路由失效时，检测到路由断连的节点主动向其上游节点发送路由响应报文，该报文中将至目的节点的跳数置为无穷大，同时将目的节点的序列号加1。这样，上游节点在收到该路由响应报文时，会及时更新本地相关路由。

虽然现有的AODV路由方法在创建新路由和路由的局部维修时，可以利用已有的路由，但是当这样的路由通常正在传输数据时就可能加重这些信道的负荷，出现拥塞，而空闲信道可能存在而又没有利用。在路由发现的过程中，如果发现了到目标节点的系列号更大的新路由，原有的路由就会无条件地被新路由取代，原路由负荷也就转移到新路由上来。

此外，如果较大的负荷集中到一条路由上必然会降低传输效率。无线mesh网络中的节点都是以一定速度运动的，任意两个节点之间的距离都在不断变化中，但AODV方法下没有考虑到节点的移动性，选择的路径往往稳定性差。因为目标节点认为最先到达的RREQ报文经过的路径是最优的，但这条路径上的节点很可能是运动最剧烈的，将导致路径很快断裂，没有考虑目标节点需要选择一条生存时间最长的路径。

发明内容

为了解决现有技术中无线mesh网络中采用AODV方法选择路由时没考虑节点移动速度、选择的路径稳定性差等技术问题，本发明提出一种AODV路由方法、节点设备及系统。

一种AODV路由方法，其特征在于，包括：

在源节点没有到达目的节点的已知路由时，源节点构建扩展RREQ报文，并广播扩展RREQ报文；

接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并将惩罚权值累计到扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径；判断本节点是否为目的节点，若判定本节点非目的节点，则继续广播RREQ报文。

优选地，扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接入时间和移动速度作为扩展部分；该方法还包括：接收到RREQ报文的每个中间节点用本节点的队列长度、接入时间和移动速度更新扩展RREQ中对应的扩展部分。

优选地，该方法还包括：

接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出；

若确定是，则丢弃扩展RREQ报文；否则根据本节点的移动速度计算惩罚权值。

优选地，接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出，具体包括：

对于接收到扩展RREQ报文的每个中间节点来说，当本节点的队列长度L不大于第一队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子；

当本节点的队列长度在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为轻度拥塞，并预设一个轻度惩罚因子；

当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子；

当本节点的队列长度大于第三队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为溢出。

优选地，接收到RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，具体包括：

接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点移动速度、预设的惩罚因子和本节点的节点跳数权值计算惩罚权值。

优选地，每个中间节点的路由广播请求表中增加有惩罚度和发送响应标识；根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径，具体包括：

比较惩罚权值域中累计的惩罚权值与惩罚度中记录的惩罚权值大小；

若累计的惩罚权值不大于记录的惩罚权值，则用累计的惩罚权值替代记录的惩罚权值，并将累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。

优选地，该方法还包括：

若判定本节点为目的节点，则选择最优路径作为源节点到目的节点的路由，并根据发送响应标识确定是否需要发送RREP报文。

一种AODV路由节点设备，包括：

接收模块，用于接收扩展RREQ报文；

计算模块，用于根据本节点设备的移动速度计算惩罚权值，并将惩罚权值累计到扩展RREQ报文中的惩罚权值域；

确定模块，用于根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点设备到本节点设备的最优路径；

执行模块，用于判断本节点设备是否为目的节点设备，若判定本节点设备非目的节点设备，则广播扩展RREQ报文；若判定本节点设备为目的节点设备，则选择最优路径作为源节点设备到目的节点设备的路由。

优选地，还包括：

扩展模块，用于构建扩展RREQ报文，扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接入时间和移动速度作为扩展部分；

更新模块，用于用本节点设备的队列长度、接入时间和移动速度更新接收模块接收到的扩展RREQ中对应的扩展部分。

优选地，该设备还包括：

拥塞检测模块，用于根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出；若确定是，则丢弃扩展RREQ报文；否则通知计算模块开始执行。

优选地，拥塞检测模块，具体用于当本节点的队列长度L不大于第一队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子；当本节点的队列长度在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为轻度拥塞，并预设一个轻度惩罚因子；当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子；当本节点的队列长度大于第三队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为溢出。

优选地，计算模块，具体用于根据本节点移动速度、预设的惩罚因子和本节点的节点跳数权值计算惩罚权值。

优选地，还包括存储模块，用于存储路由广播请求表，路由广播请求表中增加有惩罚度和发送响应标识；

确定模块，具体用于比较惩罚权值域中累计的惩罚权值与惩罚度中记录的惩罚权值大小；若累计的惩罚权值不大于记录的惩罚权值，则用累计的惩罚权值替代记录的惩罚权值，并将累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。

优选地，执行模块，还用于若判定本节点为目的节点，则根据发送响应标识确定是否需要发送RREP报文。

一种AODV路由系统，包括：源节点和中间节点；

源节点，用于在没有到达目的节点的已知路由时，构建扩展RREQ报文，并广播扩展RREQ报文；

中间节点，用于接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并将惩罚权值累计到扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径；判断本节点是否为目的节点，若判定本节点非目的节点，则继续广播RREQ报文。

本实施例提供的方案是结合拥塞状况和移动速度设计更为通畅和稳定的路由。中间节点可根据自身的移动速度计算惩罚权值，并根据两节点之间的队列来确定链路的拥塞状况，确保发现的路由不会因为拥塞或无线移动而产生链路失败或中断等稳定性差的问题，进而实现在实际进行路由选择时，每个节点会优先选择路径的总惩罚权值Metricpath最小的路径，建立起更稳定可靠的路由。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种提供AODV路由方法中的机油230HMZ的无线MESH网络构架示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种提供AODV路由方法中改进后的扩展RREQ报文格式；

图3为本发明实施例1提供的一种提供AODV路由方法的流程图；

图4为本发明实施例1提供的一种提供AODV路由方法的具体实例流程图；

图5为本发明实施例1提供的一种提供AODV路由节点设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。并且，以下各实施例均为本发明的可选方案，实施例的排列顺序及实施例的编号与其优选执行的顺序无关。

实施例1

本实施例结合图1所示的网络构架一种提供AODV路由方法，如图1所示，基于230MHz的无线Mesh网络是一种电力通信专用的无线宽带接入技术，支持多点对多点的网状结构，具有自组网、自愈、多跳级联、路由判断选择、节点自我管理等智能优势以及无线定位定时等功能。网络系统由众多静态无线节点和多个汇聚节点构成。无线节点之间均为对等关系，每个节点都具备数据收发、中继和路由功能，并可以按需配置为根节点。根节点通过230MHz无线方式接入汇聚/骨干网，负责与汇聚节点实现上行和下行数据交互。

为了便于描述，本实施例中根据预建立路由的起止地址将无线节点分为源节点，目的节点和中间节点。特别地，在本实施例对RREQ报文进行了扩展，扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接入时间和移动速度作为扩展部分。从源节点到目的节点的路由链路上，每个节点(包括构建扩展RREQ的源节点、接收扩展RREQ的目的节点和接收到RREQ报文的每个中间节点)都要用本节点的队列长度、接入时间和移动速度更新扩展RREQ中对应的节点移动速度、上游节点的排队长度和接入时间。如图2所示是扩展后的RREQ报文格式，REQ2是增加的域。REQ2中增加大的内容用于相邻节点间链路稳定性的判断，其中通过上游节点的排队长度L与接入时间T可计算从源节点到接收节点的路径生存时间。

如图3所示，该方法主要包括：

101，在源节点没有到达目的节点的已知路由时，源节点构建扩展RREQ报文，并广播扩展RREQ报文。

原AODV方法的RREQ(路由请求)报文分组包括了源节点和目的节点的地址、序列号和节点跳数。本实施例采用RREQ报文的扩展格式，增加节点移动速度参数，以计算本实施例中要求计算的用于评价路由稳定性的惩罚值metric。同时增加上游节点的排队长度和接入时间。

具体而言，参照图4。

201，源节点S预发送源IP和目的IP分别为S、D的数据报文；

202，源节点S先判断本地的路由表中是否存在D的路由表项，若存在，则可按照204-206的步骤转发数据报文到目的节点；由于204-206与现有技术相同，在此不赘述。若不存在，则执行203.

203，源节点S把数据报文插入报文缓存，把数据报文插入报文缓存、构造扩展RREQ报文，即按照AODV协议填入REQ1的各个域，将本节点的排队长度、接入时间和节点移动速度，参照图2所示分别填入REQ2的相应域，并广播该扩展RREQ报文，REQ2中填入的数据对接收到该扩展RREQ报文的下一节点来说，就是上游节点的排队长度和接入时间，节点移动速度。

102，接收到RREQ报文的每个中间节点根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出；若确定是，则丢弃扩展RREQ报文；否则执行103；

102，可通过如下方式实现：当本节点的队列长度L不大于第一队列长度阈值(如32)时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子，执行103；当本节点的队列长度在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值(如52)之间时，确定本节点的拥塞状态为轻度拥塞，并预设一个轻度惩罚因子，执行103；当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值(如64)之间时，确定本节点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子，执行103；当本节点的队列长度大于时，确定本节点的拥塞状态为溢出，并丢弃扩展RREQ报文

具体而言，以接收到该扩展RREQ报文的一个中间节点为例，无线网络延时主要产生队列的排队，在路由发现过程中，中间节点在收到路由请求后，根据自己的负荷状态，也就是等待发送的数据包的队列的长度，来决定是否广播分组或直接响应。在AODV中，发送分组缓存队列的最大长度是64(也是本实施例中的第三队列长度阈值)，在实际应用中，无线通信信道的利用率通常不会太高，因此本实施例中做以下定义，设中间节点排队长度为L，定义如公式1。

1、当节点处于正常工作状态时，AODV协议足以使得节点选择负荷最小的路径，不管中间节点是否有到目标节点的积极路由，都广播路由请求，本实施例设定一个正常惩罚因子。

2、当节点处于轻度拥塞状态时，不管它是否有到目标节点的积极路由，都广播路由请求，本实施例设定一个轻度惩罚因子。

3、当节点处于严重拥塞状态时，与轻度拥塞状态处理方式基本一样，本实施例设定一个严重惩罚因子，如果没有跳数和延迟更小的路由选择，这条路由依然能建立起来。

4、当中间节点缓存队列长度溢出64时，节点就不再适合传输新的数据流，因此，本节点丢弃所收到的目的节点不是它本身的RREP，不再作为中间节点参与建立新路由，即使它有到目标节点的积极路由，也不直接响应路由请求，而直接丢弃路由请求包。

这样，在每种情况下，根据拥塞状况设计出不同的惩罚因子α。

本实施例中用来判断两节点之间的链路的拥塞程度的判断可分为两步进行，一是上述102是中间节点根据自身的负载仅判断自身的拥塞状况，二是在下面103中根据接收到的上个节点RREQ和本节点惩罚因子α、速度等来计算惩罚权重，惩罚权重按路由节点累加，最终得到每条路由上的总惩罚权重。在实际进行路由选择时，每个节点会优先选择路径的总惩罚权值最小的路径，建立起更稳定可靠的路由。

例如中间节点N收到节点M广播的RREQ报文,N得到自己缓存队列长度和移动速率。首先判断节点是否具有接收RREQ报文的链路质量条件，这是根据102判断M、N之间的链路是否严重拥塞的，如果是，说明M、N之间的链路即将断裂，不应该作为路径中的链路，于是N丢弃RREQ报文，否则进行下面103的处理。经过了这样的过滤之后，就去除了拥塞度高的，不易做传输路由的链路。

上述102为本实施例的优选步骤，若缺少时本实施例提供的方案仍旧可以根据移动速度计算出惩罚权值并提高建立的路由的稳定性。

103，接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并将惩罚权值累计到扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径。

本实施例中基于稳定性选择的关键在于惩罚权值函数的设计。惩罚权值函数设计的目标是优先选择移动速率低的节点，换而言之，该惩罚权值函数可以对速度大的节点加以适当惩罚，使得节点速度越大，则受到的惩罚越大，在路由选择时选中该速度大的节点的可能就越小。

设惩罚权值函数为Φ，节点i的运动速度为v,惩罚因子为α(根据上述102可知，本实施例根据中间节点不同的拥塞状况在上述102中设定了多种惩罚因子，在缺少102的情况下，则可考虑设定统一的惩罚因子)，节点跳数hopcounti权值(该跳数权值节点是现有技术中可根据RREQ报文中的信息计算出来的，并且也是应当填写进RREQ报文的内容)。可以用公式2来表示这种惩罚权值函数的设计：

metric_i＝φ(hopcount_i,α,ν_i)(2)

原本每个节点中用于填写hopcounti权值的域在本实施例中改为惩罚权值域，用来填写本实施例中计算出的惩罚权值，即用该惩罚权值函数计算出的新惩罚权值替代每个节点原本应该填写hopcounti权值的地方，即可计算出每个节点i的惩罚权值。在每个节点转发扩展的RREQ报文包时，需要将自己的惩罚权值metrici累加到惩罚权值域中，这样到达目的节点后则构成了整条路径的惩罚权值，如公式3所示：

$\mathrm{Metric}=\underset{i=s}{\overset{i=d}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{metric}}_i---\left(3\right)$

上述公式2即为本实施例提供的计算惩罚权值的公式。

特别地，本实施例中每个中间节点的路由广播请求表中增加有惩罚度和发送响应标识。具体而言，例如：中间节点N接着根据速度计算惩罚权值Metric。AODV方法的每个节点有一个路由请求广播表，用源节点地址和RREQ报文序号唯一标识RREQ报文，如果在表中查找到相同的源节点地址和RREQ报文序号，则丢弃此RREQ报文。现在为了选择一条从源节点到目标节点惩罚度最小的路径，需要改变路由请求广播表项，因此本实施例增加惩罚度和发送响应标识。其中惩罚度表明链路的拥塞状况和节点移动速率，发送响应标识置位表明针对这个路由请求报文，目标节点已发送过响应。

相应地，以接收到扩展RREQ报文的一个中间节点为例，上述根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径，具体包括：

该中间节点比较惩罚权值域中累计的惩罚权值与惩罚度中记录的惩罚权值大小；若累计的惩罚权值不大于记录的惩罚权值，则用累计的惩罚权值替代记录的惩罚权值，并将累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。

例如：中间节点N计算节点M、N之间的惩罚值Metric，并从扩展的RREQ的惩罚域中得到从源节点到当前节点N的总惩罚权值Metricpath_NEW。在路由请求广播表中查找以前收到过的RREQ报文，如果没有查到，则插入新的路由请求。如果查到，则取出找到的那个表项中的总惩罚权值Metricpath，记为Metricpath_OLD，当Metricpath_OLD<Metricpath_NEW，说明现有的路由性能比以前的差，丢弃收到的报文，结束处理。当Metricpath_OLD≥Metricpath_NEW，说明现有的路由性能优于以前的，是到目前为止源节点到本节点的最优路径，需要针对中间节点N是中间节点还是目的节点两种情况分别处理，具体参照下面104。

104，该中间节点判断本节点是否为目的节点，若判定本节点非目的节点，则继续广播RREQ报文。若判定本节点为目的节点，则选择最优路径作为源节点到目的节点的路由，并根据发送响应标识确定是否需要发送RREP报文。

例如：中间节点N判断自己是否为目的节点，若判定是目的节点，且找到的那个表项中的发送响应标志没有置位时，说明目的节点针对这个RREQ没有发送过RREP响应报文，则继续处理发送路由响应(RREP)报文；若判定是中间节点，再次广播RREQ报文，同时用本节点的排队长度、接入时间和移动速度更新REQ2域。

上述103-104可参照图4，207-211。

207，接收到该扩展RREQ报文的中间节点反向记录下指向源节点的路径和上游节点的队列长度，判定链路的拥塞状态；

208，当确定链路不拥塞时，根据本节点的移动速度计算经过本节点所需的惩罚权值并更新RREQ的惩罚权值域。

209，判断该中间节点是否为目的节点，若该中间节点不是目的节点，则执行210；当该中间节点为目的节点时，执行211

210，再重新广播RREQ。

211，目的节点计算经过不同路径的总惩罚权值，选择总的惩罚权值最小的路径作为路由，并发送RREP。

如果中间节点知道最新的指向目的节点的路由，它也可以代替目的节点直接发送RREP，当RREP返回源节点时，每个中间节点记录正向路径上的下一跳节点，这样源节点就可以沿着建立的路由开始发送数据。

在路由维护阶段，本实施例提供的基于稳定性选择的路由方法基本保留了原AODV的流程，主要的修改仍然是用惩罚权值替代所有路由维护更新所需的数据包，如RREQ，RREP等。此外，转发后的处理方法与路由发现过程相同，在此不加以详述。

特别地，如果某节点发现某条链路失败时，应当发出主动的RREP到使用该链路的每个邻居节点，此时将RREP中惩罚权值设为无穷大并将序列号加1；该RREP最终将到达所有使用到这条失败链路的源节点，从而在源节点引发新的路由发现过程；目的节点检测到与其相连的链路发生错误时，将其序列号加1，但不产生主动的RREP。

此外，如图4所示，本实施例还进一步提供了目的节点收到扩展RREQ报文并发送路由响应消息RREP后的处理方案。

212，目的节点若需要更新发送RREP中间节点的反向路由，该路由就是最后源节点和目的节点通信的路由，则发送RREP报文；收到RREP报文的中间节点则同上面207一样，根据队列长度确定链路拥塞状态。

213，中间节点同上面208一样，根据本节点的移动速度计算本节点惩罚权值，累加在RREP报文的惩罚权值域中，经RREQ阶段所记录反向路由发往源节点。

214，判断本节点是否为目的节点(也即源节点)，若是，则代表RREP到达源节点执行201，则源节点到目的节点的路由建立起来，可以发送缓存的数据。若不是，则执行215。

215，该中间节点继续转发该RREP报文，后继执行213。

本实施例提供的方法中，在发现路由的过程中以考虑链路的稳定性为主，所谓稳定性选择是指在路由选择时不仅只是简单的考虑跳数，而是综合考虑节点的移动速率。根据这种策略选出的路由将倾向于选择移动性较低的节点，这样就可避免由于节点频繁移动而导致快速更新路由所带来的各种开销，使选择的路由更稳定更可靠。因此本实施例提供的方法是结合拥塞状况和移动速度设计更为通畅和稳定的路由。中间节点可根据自身的移动速度计算惩罚权值，并根据两节点之间的队列来确定链路的拥塞状况，确保发现的路由不会因为拥塞或无线移动而产生链路失败或中断等稳定性差的问题，进而实现在实际进行路由选择时，每个节点会优先选择路径的总惩罚权值Metricpath最小的路径，建立起更稳定可靠的路由。

实施例2

为了便于实施例1中的方法实现，本实施例继续提供一种AODV路由节点设备，该节点设备可以是实施例1中的中间节点，也可以是源节点或目的节点。如图5所示，包括：接收模块21，计算模块22，确定模块23，执行模块24。

接收模块21，用于接收扩展RREQ报文；计算模块22，用于根据本节点设备的移动速度计算惩罚权值，并将惩罚权值累计到扩展RREQ报文中的惩罚权值域；确定模块23，用于根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点设备到本节点设备的最优路径；执行模块24，用于判断本节点设备是否为目的节点设备，若判定本节点设备非目的节点设备，则广播RREQ报文；若判定本节点设备为目的节点设备，则选择最优路径作为源节点设备到目的节点设备的路由。

进一步地，该设备还包括：扩展模块，更新模块。

扩展模块，用于构建扩展RREQ报文，扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接入时间和移动速度作为扩展部分；更新模块，用于用本节点设备的队列长度、接入时间和移动速度更新接收模块接收到的扩展RREQ中对应的扩展部分。

进一步地，该设备还包括：

拥塞检测模块，用于根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出；若确定是，则丢弃所述扩展RREQ报文；否则通知计算模块开始执行。

其中，拥塞检测模块，具体用于当本节点的队列长度L不大于第一队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子；当本节点的队列长度在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为轻度拥塞，并预设一个轻度惩罚因子；当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子；当本节点的队列长度大于第三队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为溢出。

其中，计算模块22，具体用于根据本节点移动速度、预设的惩罚因子和本节点的节点跳数权值计算惩罚权值。

进一步地，还包括存储模块，用于存储路由广播请求表，路由广播请求表中增加有惩罚度和发送响应标识；

相应地，确定模块23，具体用于比较惩罚权值域中累计的惩罚权值与惩罚度中记录的惩罚权值大小；若累计的惩罚权值不大于记录的惩罚权值，则用累计的惩罚权值替代记录的惩罚权值，并将累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。

执行模块24，还用于若判定本节点为目的节点，则根据发送响应标识确定是否需要发送RREP报文。

本实施例提供节点设备在发现路由的过程中以考虑链路的稳定性为主，综合考虑节点的移动速率。根据这种策略选出的路由将倾向于选择移动性较低的节点，这样就可避免由于节点频繁移动而导致快速更新路由所带来的各种开销，使选择的路由更稳定更可靠。

实施例3

本实施例提供一种AODV路由系统，包括：源节点和中间节点；

所述源节点，用于在没有到达目的节点的已知路由时，构建扩展RREQ报文，并广播所述扩展RREQ报文；

所述中间节点，用于接收到所述RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并将所述惩罚权值累计到所述扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据所述惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径；判断本节点是否为所述目的节点，若判定本节点非目的节点，则继续广播所述RREQ报文。

本发明实施例提供的上述系统中包括的设备，是基于实施例2提供的设备而得来的，因此未尽详述之处可参考实施例2中的设备，在此不赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明能有多种不同形式的具体实施方式，上文结合附图对本发明做举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实施方式只能局限在这些特定的具体实施方式中，本领域的技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方式只是多种优选实施方式中的一些示例，任何体现本发明权利要求的具体实施方式均应在本发明权利要求所要求保护的范围之内；本领域的技术人员能够对上文各具体实施方式中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种AODV路由方法，其特征在于，包括：

在源节点没有到达目的节点的已知路由时，所述源节点构建扩展RREQ报文，并广播所述扩展RREQ报文；

接收到所述扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并将所述惩罚权值累计到所述扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据所述惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径；判断本节点是否为所述目的节点，若判定本节点非目的节点，则继续广播所述RREQ报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接入时间和移动速度作为扩展部分；

该方法还包括：接收到所述RREQ报文的每个中间节点用本节点的队列长度、接入时间和移动速度更新所述扩展RREQ中对应的扩展部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

接收到所述扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出；

若确定是，则丢弃所述扩展RREQ报文；否则根据本节点的移动速度计算惩罚权值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收到所述扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出，具体包括：

对于接收到所述扩展RREQ报文的每个中间节点来说，当本节点的队列长度L不大于第一队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子；

当本节点的队列长度在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为轻度拥塞，并预设一个轻度惩罚因子；

当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子；

当本节点的队列长度大于第三队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为溢出。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收到所述RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，具体包括：

接收到所述扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点移动速度、预设的惩罚因子和本节点的节点跳数权值计算惩罚权值。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，每个中间节点的路由广播请求表中增加有惩罚度和发送响应标识；

所述根据所述惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径，具体包括：

比较所述惩罚权值域中累计的惩罚权值与所述惩罚度中记录的惩罚权值大小；

若所述累计的惩罚权值不大于所述记录的惩罚权值，则用所述累计的惩罚权值替代所述记录的惩罚权值，并将所述累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

若判定本节点为目的节点，则选择所述最优路径作为源节点到目的节点的路由，并根据所述发送响应标识确定是否需要发送RREP报文。

8.一种AODV路由节点设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收扩展RREQ报文；

计算模块，用于根据本节点设备的移动速度计算惩罚权值，并将所述惩罚权值累计到所述扩展RREQ报文中的惩罚权值域；

确定模块，用于根据所述惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点设备到本节点设备的最优路径；

执行模块，用于判断本节点设备是否为目的节点设备，若判定本节点设备非目的节点设备，则广播所述扩展RREQ报文；若判定本节点设备为目的节点设备，则选择所述最优路径作为源节点设备到目的节点设备的路由。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：

扩展模块，用于构建扩展RREQ报文，所述扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接入时间和移动速度作为扩展部分；

更新模块，用于用本节点设备的队列长度、接入时间和移动速度更新接收模块接收到的所述扩展RREQ中对应的扩展部分。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，该设备还包括：

拥塞检测模块，用于根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出；若确定是，则丢弃所述扩展RREQ报文；否则通知计算模块开始执行。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述拥塞检测模块，具体用于当本节点的队列长度L不大于第一队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子；当本节点的队列长度在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为轻度拥塞，并预设一个轻度惩罚因子；当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子；当本节点的队列长度大于第三队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为溢出。

12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述计算模块，具体用于根据本节点移动速度、预设的惩罚因子和本节点的节点跳数权值计算惩罚权值。

13.根据权利要求8-12中任意一项所述的设备，其特征在于，

还包括存储模块，用于存储路由广播请求表，所述路由广播请求表中增加有惩罚度和发送响应标识；

所述确定模块，具体用于比较所述惩罚权值域中累计的惩罚权值与所述惩罚度中记录的惩罚权值大小；若所述累计的惩罚权值不大于所述记录的惩罚权值，则用所述累计的惩罚权值替代所述记录的惩罚权值，并将所述累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述执行模块，还用于若判定本节点为目的节点，则根据所述发送响应标识确定是否需要发送RREP报文。

15.一种AODV路由系统，其特征在于，包括：源节点和中间节点；

所述源节点，用于在没有到达目的节点的已知路由时，构建扩展RREQ报文，并广播所述扩展RREQ报文；

所述中间节点，用于接收到所述扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并将所述惩罚权值累计到所述扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据所述惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径；判断本节点是否为所述目的节点，若判定本节点非目的节点，则继续广播所述RREQ报文。