基于OLSR 的能量有效路由新方案

路由计算新量度：选择时路由时既要尽量避开低电节点，又要保持路由尽量短。

根据理 论分析及实验仿真提出如下的路由选择新量度：

metric = min{ hop｜pw ≥ α × PW } 其中α（0 ≤α≤ 1）是根据实际应用经过实验或仿真确定的常数，hop、pw、PW 分别是 从源节点到目的节点某条路径的跳数、瓶颈能量、所有路径的瓶颈能量最大值。min 函数是 对满足pw ≥ α × PW 的从源节点到目的节点的所有路径中对跳数求最小值。即给定一个相对 最大瓶颈能量范围(α × PW, PW)，选择路由时选中瓶颈剩余能量处于该范围内且跳数最少的 路由。这种量度体现了路径跳数与路径瓶颈能量之间的折中，保持路径跳数尽量少，路径瓶 颈能量尽量大。计算源节点到目的节点的路由时，就是从源节点使用能量有效的扩展最短路 径算法计算出的路由表中，在到达目的节点的所有跳数的瓶颈能量最大的路径中，取使上式 成立的那些路径中的一条。

容易看出，使用α取值0 时的量度选择路由，相当于在最小跳路径中选择瓶颈能量最大 的那些路径；使用α取值1 时的量度选择路由，相当于在瓶颈能量最大的路径中选择跳数最 少的那些路径，MMBCR 就相当于α取值1 的情况。

基于OLSR 的能量有效路由新方案：MPR 选择均使用OLSR 原始协议的MPR 算法， 方案r11 使用上式中α取值0 的新量度选择路由，方案r12 使用上式中α取值0.9 的新量度 选择路由。记OLSR 原始协议为方案r0，路由算法使用最短路径算法；记MMBCR 路由协 议为方案r13，使用上面式中α取值1 的新量度选择路由。

4 仿真与性能*估

在NS-2 环境中对以上四种路由方案进行了仿真。仿真的网络范围有1000x1000M 及 500X500M，50 个节点，传输范围250M，移动模型有静态、动态(最大速度2M/s、最大停 留时间20s)，建立12 个CBR 业务连接，分组长度512 字节，发包率分别为每秒4 个，仿真 时间800 秒。限于篇幅，只列出1000M 场景的情况。

r0、r11、r12、r13 所有连接路径的跳数平均值分别是：静态时3.66、3.48、3.73、4.93， 动态时2.79、2.79、2.97、5.23。r11 的路径平均跳数与OLSR 原始协议基本持平， r12 的路 径平均跳数则比r0、r11 有一定程度的增加，这是由于该方案为了找到更大路径瓶颈能量的 路由造成的。特别是MMBCR(r13) 路径平均跳数有了大幅度增加，这是该方案为了找到最 大路径瓶颈能量的路由所出的代价。动态时r0、r11、r12 的路径平均跳数相对减少，而 MMBCR(r13)的路径平均跳数相对增加，这都是由于节点移动使可用路由增多造成的。

节点寿命图1 和图2 中横轴为800 秒内断电的节点个数，纵轴为断电时间(s)。对于延长 节点寿命这一目标来说，MMBCR(r13)显著地延长了前面几个断电节点的寿命，由于其选择 的路由跳数增加较多，过多地消耗了其它节点的能量，所以其它节点的寿命大幅度下降； r11 比起OLSR 原始协议来，显著地延长了网络中节点的寿命，这是它基本保持了路由的最小跳数并适当避开低电节点充当路由中间节点的缘故。r12 是方案r11 及r13 的一种折中，所以 它在延长节点寿命方面的性能表现不如r11，但远优于r13，说明根据具体应用对路径跳数 及路径瓶颈能量进行综合折中是可行的思路。

连接时间图3 和图4 中横轴为按断连时间排序的连接编号，纵轴为连接断连时间(s)。从 图中可以看出，延长节点寿命并不意味着一定能够延长连接时间，这与[2]中所得到的结论 相一致，原因是为了延长节点寿命可能增加的控制开销及跳数增加所带来的能量消耗对连接 时间带来了负面影响。但是，对于保持最短路径特色的路由方案r11、r12 说来，延长节点 寿命可以适当地延长部分连接的连接时间。这在动态环境中表现更明显。

5 结论

1. 本文建议的计算能量有效路由新量度为找到延长低电节点寿命并尽量降低数据包传输 能耗提供了较好的量度。

2. 为找到路径瓶颈能量最大路由所带来的路由跳数增加是不可忽视的重要耗能因素，因为 跳数增加有可能使能量有效路由方案不能达到延长节点寿命（如r13）的目的。本文建 议的能量有效路由方案r11 和r12 在性能上优于MMBCR 和OLSR 原始协议，仿真结果 表明尽量保持路由的最小跳特点可以提供更好的节能特性。