一种改进的PROPHET路由算法

一种改进的PROPHET路由算法

摘要：在机会网络这种特殊的网络环境中，传统的路由算法消耗资源太多，不适宜用于这种网络。本文对设计模式为“存储―携带―转发”的Epidemic Routing算法和基于概率估计思想的PROPHET算法进行了分析，针对这两种算法的不足，利用节点接触频率和接收信号强度指示值RSSI （Received Signal Strength Indication），并加入一种消息到达通告机制，该机制用以抑制已达消息副本的扩散，提出了一种改进的PROTHET算法。该算法不需额外设备支持，不依赖于既存的网络拓扑结构。仿真结果表明，改进的PROTHT 算法明显减小了网络通信量，从而降低了节点能耗，改善了网络状况。

关键词：机会网络；RSSI；PROPHET；Epidemic

中图分类号：TP393.04文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-03

One Improved PROPHET Routing Algorithm

Yang Lei

(College of Computer Science,Sichuan

University,Chengdu610065,China)

Abstract:Opportunity to network in this particular network environment, the traditional routing algorithm too much

consumption of resources,not suitable for such networks.This design pattern is "storage-carry-forward, "the epidemic routing algorithms and ideas based on probability estimates PROPHET algorithm analysis,for lack of the two algorithms, using the node access frequency and received signal strength indication RSSI (Received Signal Strength Indication),and add a message arrival notification mechanism,which copies the message to suppress the proliferation of already proposed an improved PROTHET algorithm.No additional equipment to support the algorithm does not depend on the existing network topology.Simulation results show that the improved PROTHT algorithm significantly reduced the network traffic,thereby reducing the node energy consumption,improve the network condition.

Keywords:Opportunity to

network;RSSI;PROPHET;Epidemic

机会型网络是当前无线网络领域最新的研究热点之一，机会型网络涵盖了很多类型的网络，包括野生动物跟踪网络[1]、传感器网络[2]、手持设备交换网[3]、运输网络[4]等。文献[5]给出了机会型网络的一个描述性定义：机会型网络是一种特殊的移动自组网络，其中的移动节点通讯距离有限，而在整个部署区域中节点是稀疏分布的（在局部可以是密集的），网络中由于节点运动而经常发生网络断连。

机会型网络是移动自组网的一个重要演化。在机会型网络中，通过节点的移动、相遇和转发来实现在不连通的网络环境的通信，传统的移动自组网路由算法不能在这种网络环境下有效地运作。提高数据到达率、尽可能减小数据传输的延迟、减少数据传输过程中总的资源消耗、尽量减少网络对基础设施的依赖等是机会型网络路由算法的重要研究内容。

目前，研究者已经提出了一些适用于机会型网络的路由算法，如感染路由（Epidemic Routing）[6]、CAR （Context-Aware Routing）[7]、PROPHET[8]、PREP （PRioritized EPidemic）[9]等，这些适用于机会型网络的路由算法通常被称为机会网络路由算法。Epidemic路由算法和PROPHET路由算法是其中的两种经典算法。

本文借鉴PROPHET路由算法的优点，结合节点接触频率，接触历史和接收信号强度指示值信息，提出了一种改进的PROPHET路由算法：PROPHET-RT。

一、Epidemic路由算法和PROPHET路由算法简介

Epidemic路由算法是最早应用于机会型网络的一个路由算法。该算法的主要设计思想是“存储―携带―转发”，消息的转发采用洪泛机制，在网络资源充裕的情况下，路由扩散可能是最优解决方案，因为消息可以在最小延迟内到达目标节点。然而，在机会型网络中，节点处理能力、节点能量、节点缓存大小、网络带宽等资源往往都是有限的，无法

满足Epidemic路由算法对资源的消耗。

PROPHET路由算法是Epidemic路由算法的一个改进算法，是一种概率估计路由，中间节点根据传输成功率决定是否转发数据，实现有选择地转发数据包。但是PROPHET算法没有考虑节点之间的连接强度，只要节点进入另一个节点的通信范围就等同看待，这显然不太合理。并且算法没有解决已达消息继续在网络中扩散的缺点。

二、PROPHET-RT路由算法

RSSI（Received Signal Strength Indication），被普遍应用于无线传感器网络中的定位技术，但极少用于路由算法设计。RSSI是节点间互相通信时所接收到对方的信号强度大小，利用RSSI建立机会概率值，一定程度上体现了节点间连接的质量，同时又不需要大量的交互报文，对节点处理能力有限的机会型网络来说是非常有利的。RSSI大小很大程度上可以指示两个节点转发数据成功率的大小，可以利用RSSI 的这个特性来设计路由算法。

首先介绍一下RSSI值与节点间距离d的关系。

（1）

其中，n为信号强度常量d为发送者与接收者之间的距离A为距离为一米时接收到的信号强度

通过实验，A值的最佳范围为45-49，n值最佳范围为3.25-4.5，