基于OLSR協議的無人機自組網多徑路由策略

摘要：針對現有文獻在研究路由協議時選擇的路由度量未能結合無人機自組織網絡當時的性能水平進而造成路由決策不合理的問題，提出了一種具有負載感知和網絡拓撲變動感知能力的多指標多徑優化鏈路狀態路由協議（optimized link state routing protocol based on multi-indicator and multi-path，MIMP-OLSR）。該協議首先考慮了無人機場景的節點移動特性和網絡的生存時間，并定義了三個用于進行路由選擇的指標，即節點的MAC層阻塞度、節點的鄰居變化率和節點的多點中繼選擇節點（multi-point relay selector，MPR_S）鄰居數目；其次，結合HELLO和TC兩種控制消息提出了一種指標通告機制，用于將指標信息洪泛給全網節點；最后，根據指標信息提出了一種多徑路由方案。仿真結果表明，與OLSR、SETT_MPOLSR和UAV-OLSR協議相比，所提協議MIMP-OLSR在成功率、端到端時延和吞吐量性能上均有明顯提高，進而證明所提多徑路由方案的合理性。

關鍵詞：無人機自組網； OLSR； 多指標多徑路由； HELLO消息； TC消息

中圖分類號：TN929.5文獻標志碼：A文章編號：1001-3695（2022）10-036-3114-05

doi： 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.03.0104

Multi-path routing strategy of UAV Ad hoc network based on OLSR protocol

Yao Yukun， Zhang Benjun， Ren Lidan

（School of Communication amp; Information Engineering， Chongqing University of Posts amp; Telecommunications， Chongqing 400065， China）

Abstract：

Aiming at the problem that the routing metric selected in the research of routing protocols in the existing literature fails to combine the performance level of the UAV self-organizing network at that time and results in unreasonable routing decisions， this paper proposed a multi-indicator and multi-path optimized link state routing protocol with load awareness and network topology change awareness. Firstly， the proposed protocol considered the mobility characteristics of nodes and the lifetime of the network in the UAV scene， and defined three indicators for routing， namely the node’s MAC layer blocking degree， the node’s neighbor change rate and the number of MPR_S neighbors of the node. Secondly， combined with HELLO and TC control messages， this paper proposed an indicator notification mechanism to flood the indicator information to the whole nodes of the network. Finally， according to the indicator information， this paper proposed a multi-path routing scheme. The simulation results show that compared with OLSR， SETT_MPOLSR and UAV-OLSR protocols， the proposed MIMP-OLSR protocol significantly improves success rate， end-to-end delay and throughput performance， which further proves the rationality of the proposed multipath routing scheme.

Key words：UAV Ad hoc network（UANET）; OLSR; multi-indicator and multi-path; HELLO message; TC message

0引言

無人機自組網（UANET）作為一種特殊的移動自組網［1］（mobile Ad hoc network，MANET），除了具有MANET的無中心和自組織的特點［2］，還有著其自己的區域覆蓋度低［3］、節點移動性高和對通信時延要求高的特性。由于無人機較高的靈活性和便利性，近年來UANET受到廣泛關注。

路由協議作為自組網的核心技術，一直是該領域內的研究熱點。從在數據到達前是否已經建立路由的角度出發，可以將現有的路由協議分為先驗式路由協議、反應式路由協議和混合式路由協議［4］三類。OLSR［5～7］，一種先驗式路由協議，憑借其低時延的優良特性，在無人機自組網中得到普遍使用。

目前，現有文獻對于無人機自組網OLSR協議的研究總體上可以分為單徑路由和多徑路由兩類。多徑路由協議有多條用于數據傳輸的路由，對數據進行分流，在顯著增加網絡吞吐量的同時又可以減少數據的端到端時延［8］，大幅提高網絡性能。因此，對于多徑OLSR協議的研究很有必要，國內外涌現出不少對此感興趣的學者。

文獻［9］提出一種能量和隊列感知的多徑OLSR路由協議MBQA-OLSR。該協議定義了剩余能量、空閑時間和隊列長度這三個與能量及QoS（quality of service）相關的節點度量，并基于該三個度量構造了新的鏈路成本函數，用于衡量節點之間的鏈路質量。通過計算得到了到達目的節點的最有效和最可靠的路徑，并且仿真結果表明該方案極大地提高了包交付成功率和端到端時延性能。實際上，該協議未考慮網絡拓撲的動態變化。

文獻［10］基于網絡編碼可以利用無線信道的廣播特性這一出發點，提出了一種基于OLSR協議的飛行自組網（flying Ad hoc network，FANET）多徑路由方案NC-OLSR，該方案建立了一種基于鄰居節點鏈路質量的混合多路徑選擇模型并針對每個端到端傳輸任務設計了一種基于網絡編碼的數據傳輸方案。實際上，該協議未考慮節點的能耗問題。

文獻［11］在計算路由時考慮了能量和節點移動速度，并基于這兩個因素對鏈路的穩定性進行排序，進而提出了基于MP-OLSRv2的多路徑能量和移動感知路由方案。實際上，該協議未考慮節點的負載問題。

文獻［12］基于能量水平、移動性和鏈路質量參數三個狀態參量并使用Q-learning算法來選擇最優節能中間節點和得到最優路由，保證了網絡在一段時間內的穩定性、可靠性和生存期。

文獻［13］以節點的壽命、剩余能量、節點的空閑時間、節點移速和隊列長度為路由度量，提出了一種高QoS、低能耗的多徑OLSR路由協議MEQSA-OLSRv2。

文獻［14］計算了節點間鏈路的期望傳輸次數和帶寬值，并以期望傳輸時間為路由度量，提出了一種基于期望傳輸時間的多徑OLSR路由協議SETT_MPOLSR。實際上，該協議未考慮節點的負載和能量問題。

文獻［15］針對無人機自組網的動態性和能量受限的特點，提出了一種適用于無人機自組網的路由協議，即UAV-OLSR。該協議首先根據在HELLO消息發送間隔內鄰居的變化情況以及在TC消息發送間隔內的拓撲變化情況感知網絡變動幅度并對這兩種控制消息的發送周期進行了調整；其次，基于鏈路和能量對MPR機制進行了優化；最后，基于上述指標提出了一種多徑路由機制。實際上該協議犧牲的控銷開銷較大并且缺少全網節點如何獲得路由度量信息的描述。

本文結合上述研究并考慮到無人機的特定場景，提出一種具有負載和網絡拓撲感知的無人機自組網改進多徑路由協議，定義了多個反映網絡當前性能的指標；提出一種指標通告機制，用于全網節點獲得指標信息；基于所得指標信息，定義一個目標函數，并提出一種多徑路由方案。

1無人機自組網中OLSR協議的研究

OLSR協議作為移動自組網中的一種典型路由協議，為了實現在數據到達時節點能及時找到合適路由進而減小端到端時延的目的，整體上完成了兩個通信過程，即節點的入網和發現過程與基于拓撲洪泛并采用最短路徑算法進而生成全網路由的過程。上述兩個過程分別基于HELLO和TC兩種控制息。

1.1HELLO消息的發送和處理過程

使用OLSR協議的分布式網絡中的每個節點，每隔2 s，在本節點通信范圍內廣播HELLO消息，用于更新并通告本節點當前已經發現的鄰居及其狀態信息。HELLO消息包括非對稱鄰居、對稱鄰居和MPR（multi-point relay）鄰居三種鄰居信息。本節點能收到其他節點發來的HELLO消息便將此節點設置為非對稱鄰居，且能在有效時間內和同一節點完成HELLO消息三次握手的過程，則兩者互為對稱鄰居。本節點根據一跳和兩跳信息使用MPR選擇算法選出的節點記為MPR鄰居。

1.2TC消息的發送和處理過程

網絡中的MPR節點，每隔5 s廣播一次TC消息，用于告知周圍節點選擇自己作為中繼節點的MPR_S節點信息。其中，MPR和MPR_S節點互為對稱鄰居。該TC消息會被本節點的MPR節點繼續洪泛，進而網絡中的所有節點都能獲得全網拓撲，并以跳數作為路由度量在本地執行Dijkstra算法獲得到其他節點的最短路由。

1.3問題描述

對于任何一個路由協議，在執行完整的通信過程后得到的路由應當具有合理性和可靠性。針對OLSR協議的路由生成過程，主要存在以下兩個問題：

a）路由指標單一。OLSR協議在計算路由時，采用了Dijkstra算法，以跳數作為選路依據，但實際上數據交互的端到端時延并不僅僅由跳數來約束，還受無人機自組網當時的負載情況和網絡變動幅度等因素影響。因此，從合理性角度出發，僅使用跳數作為單一的路由判斷指標存在不足。

b）可達路由單一。大多數現有文獻對于OLSR協議的研究中，節點之間僅有一條可達路由。考慮到UANET中的無人機節點可能有較多數據需要交互，使得這條唯一路由中的某條無線鏈路因為網絡阻塞或節點能量不足而發生中斷時，數據就會因為缺少路由而無法及時交付并最終丟棄，進而大幅度降低網絡性能。因此，從可靠性角度出發，在源節點和目的節點間存在多條路由時，僅建立一條可達路由存在不足。

2改進協議MIMP-OLSR的原理和實現

針對1.3節中無人機場景下OLSR協議的路由計算過程中存在的兩個問題，本文提出了一種基于多路由指標的多路徑路由算法MIMP-OLSR。該算法首先結合了無人機節點移動的特性在計算路由時新增了三個路由指標，對所得路由的合理性進行了優化；其次，基于多個路由指標，提出一種多路徑路由方案，進而提高了路由的可靠性。

2.1多個路由指標

針對無人機自組網OLSR協議路由指標單一的問題，從節點的負載能力、網絡拓撲變動幅度和網絡生存時間性能的角度出發，在進行路由計算時分別考慮了節點MAC層的阻塞度、節點的一跳鄰居變化率和節點的MPR_S節點數目這三個指標。

1） 節點MAC層的阻塞度

本文中，OLSR協議的全部通信過程在網絡層實現，為了實現可靠傳輸，在MAC層建立了緩沖區，并使用了確認重傳機制，主要用于數據通信的源端未在設定的時間間隔內收到來自目的端對應包的ACK時，對數據包進行重傳。為了定量分析節點的MAC層阻塞度，本文考慮了MAC層的緩沖區使用率。對于任意時刻，緩沖區中的包主要有待發送的數據包、待轉發的數據包、待發送的HELLO包、待發送的TC包、待轉發的TC包、重傳的數據包和ACK包七種，數目分別為nums_d、numf_d、nums_H、nums_T、numf_T、numret_d和numack。假設緩沖區大小為L，定義節點MAC層的阻塞度C，如式（1）所示。

C=nums_d+numf_d+nums_H+nums_T+numf_T+numret_d+numackL

（1）

在計算路由時，盡量選擇MAC層阻塞度較小的節點，減少節點負載，進而減小數據交互的端到端時延。

2）節點的一跳鄰居變化率

一跳鄰居變化率表示節點在兩個HELLO消息發送時刻之間變化的鄰居數目與原鄰居數目的比例，可以定量估算節點周圍的網絡拓撲變動幅度。OLSR協議中，節點收到TC消息后更新拓撲表，并設置拓撲表項的有效時間，通常為三個TC消息發送間隔。因此，為了防止拓撲信息失效，選取拓撲變動幅度較小的節點作為源端到目的端的完整路由的中間節點更合適。定義一跳鄰居變化率Rneigh，如式（2）所示。

Rneigh=numincr+numdecrnumorig（2）

其中：numincr表示兩個HELLO消息發送時刻之間新增的鄰居數目；numdecr表示減少的鄰居數目；numorig表示變化前的鄰居數目。

3）節點的MPR_S節點數目

MPR_S節點表示選擇本節點作為MPR節點的節點。節點的MPR_S節點的數目可從TC消息的表項獲得，記錄為numMPR_S。當某個節點被多個MPR_S節點選擇作為中繼，則它需要為這些MPR_S節點轉發其TC消息。因此，numMPR_S越大，節點剩余能量消耗得越多，網絡的生存時間越短。

2.2指標通告機制

為了將每個節點的上述指標信息通知給全網其他節點，進而用于之后的路由選擇，需要借助HELLO和TC消息進行通告。根據節點是否被選為MPR節點（判斷MPR_S集是否為空），對HELLO和TC消息的發送和接收采取不同處理方式，具體如下：

a）發送HELLO消息。

改進協議中，對OLSR協議中的HELLO消息格式作出修改，如圖1所示。

圖1中，reserved字段的值為0或1。若本節點是MPR節點，則reserved=0；否則，reserved=1。若reserved=1，本節點A需要通過HELLO消息將本節點的指標1和2信息告知其MPR節點（之后由該MPR節點通過TC消息將本節點的指標信息通告全網），故新增了兩個字段，用于表示MAC層阻塞度C和一跳鄰居變化率Rneigh信息，并且reserved=1表示該節點選擇其MPR集合中的節點作為指標信息的代轉發節點；若reserved=0，HELLO消息中不含有C和Rneigh字段。

除上述不同外，其余處理與OLSR協議相同。

b）接收HELLO消息。

提取reserved字段值，若reserved=0，則HELLO消息的處理與OLSR協議的處理相同；否則收到的HELLO消息后將指標信息記錄在本節點內存中（假設用探查表來存儲，探查表的結構如圖2所示）。

從圖2可以看出，探查表有代轉發信息節點P、P的C值、P的Rneigh值、是否需要代轉發的標志位flag_forward和表項到期刪除時間delete_time五個表項。

除上述不同外，其余處理與OLSR協議相同。

c）發送TC消息。

改進協議中，通過在TC消息中加入C和Rneigh信息并洪泛，實現指標信息的全網通告。

圖3所示為修改后的TC消息包格式。其中，C和Rneigh為同一節點的一對指標信息。reserved字段的值表示指標對的數目，即需要代轉發指標信息的節點個數，并且reserved≥1。遍歷HELLO消息處理后更新的探查表，并作以下判斷：

若探查表為空，則只在TC消息中添加本節點的C和Rneigh信息，并設置reserved=1。

若探查表不為空，則在TC消息中添加本節點及需要代轉發信息的節點（實際上也是某一個MPR_S節點）的一對指標信息，此時reservedgt;1。為了將指標信息與MPR_S節點對應，設置TC消息的MPR_S節點的序號與指標對的序號相對應，即當reservedgt;1時，第一個MPR_S節點對應第一對指標信息，并在最后添加本節點的一對指標信息。

除上述不同外，其余處理與OLSR協議相同。

d）接收TC消息。

將TC消息中的C和Rneigh信息與節點對應，統計每個TC消息發送方的MPR_S節點數目，并將這三個指標記錄在本地內存中，便于之后的路由計算。

除上述不同外，其余處理與OLSR協議相同。

2.3多路徑路由機制

針對無人機自組網OLSR協議可達路由單一的問題，并結合上述路由指標，提出了一種多路徑路由機制，即在節點之間維護多條可達路由。考慮到無人機自組網對于數據時延性能的高要求，而跳數又與時延呈正相關的關系，故在多路徑路由時仍以跳數作為路由的第一衡量指標。由于維護多條路由會造成計算開銷增大，故改進協議MIMP-OLSR協議中源節點和目的節點之間只維護兩條路由（如果存在）。

基于指標1和2，定義用于路由選擇時的目標函數F。

F=C×Rneigh（3）

由式（3）可知，該目標函數具有負載發現能力和拓撲感知能力，并且不同指標對于路由選擇時的正負影響和相關性符合理論分析。

以跳數為第一指標，計算前兩條最短跳數的路由方案如下：

a）根據TC消息建立全網拓撲，并生成無向圖G。

b）每個節點根據G執行一次Dijkstra算法，求出源端到目的端的最短路徑，即為P1，并初始化變量k=1，每個節點內部存儲一個路由重復集合M、擬備選路由集合NR、最終備選路由集合ZR，全部初始化為空，并將P1加入M、NR和ZR。

c）判斷是否滿足klt;2，若不滿足，算法結束。否則，將當前的最短路徑Pk作為研究對象，除目的節點外，依次取Pk中的每個節點作為分叉點Vx（每個節點記錄一個出度，并且出度為1時表明以該節點作為源節點時只有一個路由的方向），執行步驟d）。

d）遍歷每個分叉點，對于每個分叉點使用Dijkstra算法求出分叉點到目的點的最短路徑，加上Pk中源S到分叉點Vx的路徑，得到源到目的點的完整路由path。判斷path是否已經存在于路由重復集合M中，若不存在，加入擬備選路由集合NR；否則，不做額外操作。當Vx全部遍歷后，統計NR中的所有路由，選取跳數最短的路徑，記為Pk+1，將其加入最終備選路由集合ZR，作為數據傳輸時的備選路由方案，同時將Pk移出NR，并設置k=k+1，執行步驟e）。

e） 轉執行步驟c）。

上述求前兩條最短路由的步驟如圖4所示。

基于上述內容，完整的多路徑路由方案如下：

a）選出前兩條最短跳數的路由（如果存在）。

b）比較兩條路徑的跳數，若跳數相同，執行步驟c）；否則，選擇跳數最小的路由作為首選路由，另一條作為備選路由，算法結束。

c）分別計算每條路徑上的所有節點的MAC層擁塞度C和一跳鄰居變化率Rneigh的平均值，分別為C和Rneigh，并根據式（3）計算，求得F值，分別為F1和F2。

F1-F2maxi（|Fi|）lt;0.1（4）

若式（4）滿足，則執行步驟d）；否則，選擇F值小的路由作為首選路由，另一條作為備選路由，算法結束。

d）統計兩條路由中，每個節點的MPR_S節點的數目，并求和，即為sum。若sum值不同，則選擇sum值最小的路由為首選路由，另一條作為備選路由，算法結束；否則選擇ZR中的第一條路由作為首選路由，另一條作為備選路由，算法結束。

上述過程如圖5所示。

3仿真驗證及分析

仿真中，以UAV-OLSR、SETT_MPOLSR和標準的OLSR協議為對比，分析了MIMP-OLSR和OLSR協議的成功率、控制開銷、端到端時延和吞吐量這四個指標的性能。

3.1仿真參數設置

基于OPNET仿真軟件搭建了五個仿真場景，大小為1 200 m×1 200 m。仿真中的具體參數設置如表1所示。

3.2路由方案可行性分析

a）針對所提路由方案可能會增加路由振蕩風險的問題：其產生原因包括路由表頻繁更新和路由方案設計不合理兩個方面。本文路由方案的路由表實際上是周期性更新的，每條路由表有一定的有效時間，并且節點通信半徑為150 m，移速小于30 m/s，因此在短時間內出現大幅度的網絡拓撲變化的可能性較小，故路由表不會頻繁地更新。根據上文中完整的多徑路由方案可知，當跳數、目標函數F值和MPR_S節點數目之和sum均相同時，使用ZR中記錄的第一條路由作為首選路由，以另一條作為備選路由，故可以解決因為路由方案不合理而導致的同值選路的問題。

b）針對所提路由方案是否會增加網絡實際部署的復雜性問題：本文2.2節提出的指標通告機制可以實現路由方案需要的指標信息的全網通告而無須其他人為地部署網絡，同時該網絡是分布式網絡并且所提路由方案從通信過程上可知具有不同環境的適用性，故不會增加網絡實際部署的復雜性。

3.3仿真結果分析

對所提改進協議MIMP-OLSR的成功率、控制開銷、端到端時延和吞吐量性能的仿真結果分析如下。

1）成功率分析

成功率Psuccess計算如式（5）所示。

Psuccess=numrecvnumsend（5）

其中：numsend表示發出的數據包數目；numrecv表示正確收到的數據包數目。

圖6為四種協議的成功率曲線。該圖表明成功率性能隨節點移速的增加而呈減少趨勢，這是因為節點移速增大時，拓撲變動得更頻繁，造成節點在傳數據時路由可能已經失效，進而收包數目numrecv減少，故成功率降低。MIMP-OLSR協議的成功率為四者之中最高。對于SETT_MPOLSR協議：首先在計算路由時不僅考慮了跳數，還考慮了不同鏈路之間的差異并提出期望傳輸時間ETT的概念，進而使得計算出的路由更能貼合網絡的實際性能；其次，該協議從源端到目的端維護了多條可用路由，當主路由失敗時，可以啟用備用路由用于數據的交付，故SETT_MPOLSR協議的成功率較OLSR協議有所提高。對于UAV-OLSR協議：該協議提出了改進MPR機制和多徑路由機制，同時犧牲的開銷較SETT_MPOLSR協議更小而用于數據傳輸的帶寬更大，故成功率性能較SETT_MPOLSR協議更高。對于MIMP-OLSR協議：在計算路由時考慮了節點的負載能力、網絡拓撲變動幅度和網絡生存時間，相比UAV-OLSR協議更全面并且也維護了多條可用路由，而MIMP-OLSR協議的開銷較UAV-OLSR協議更小導致實際更多的帶寬被用于數據傳輸，故在成功率性能上較UAV-OLSR協議又有所提升。

2）控制開銷分析

控制開銷由HELLO和TC兩種控制消息產生。如圖7所示，四種協議的控制開銷曲線整體上都呈現平穩趨勢，都在其穩定值S附近上下波動。控制開銷大小取決于控制消息的頻率和消息本身的大小。當節點移速增加時，一跳鄰居變化得較快，可能造成節點的HELLO消息內的表項增加，并且移速較大時拓撲更新較快，可能導致TC消息丟失，進而被繼續洪泛的TC消息減少，故整體上控制消息大小變動的范圍不大，并且趨于穩定，但四者的穩定值S又不相同。SETT_MPOLSR協議對OLSR協議的HELLO和TC消息的包格式做了修改：首先對HELLO中的每個鄰居添加了三個32 bit的字段，用于計算期待傳輸時間ETT；其次，對TC消息中的每個鄰居添加了一個32 bit的字段用于洪泛求出的ETT信息，這使得SETT_MPOLSR的穩定值S相比OLSR有較大的增加。UAV-OLSR協議在HELLO和TC消息中添加了50 bit的字段用于攜帶路由指標信息，故控制開銷介于OLSR和SETT_MPOLSR協議之間。MIMP-OLSR協議雖然也修改了HELLO和TC消息的包格式，但是首先對于HELLO消息，只有在本節點不是MPR節點時才會在HELLO消息中添加自己的一對指標信息，大小為32 bit。其次，對于TC消息，只有在某個節點A不是MPR節點時才需要A的MPR節點在發送TC消息時，將A的一對指標信息代轉發。故MIMP-OLSR協議的控制開銷性能介于OLSR和UAV-OLSR協議之間。

3）平均端到端時延分析

平均端到端時延Dete計算如式（6）所示。

Dete=∑Trecvnumrecv（6）

其中：∑Trecv表示所有成功交付的數據包從發出到接收經歷的時延。

圖8為四種協議的端到端時延曲線。該圖表明平均端到端時延性能均隨著節點移速的增加而變差。節點移速越大，網絡拓撲變動得越快，無線鏈路斷開的概率越大，故數據的時延也越大。相比于單徑路由協議OLSR，多徑路由協議的時延要低很多。當某條路由的某段鏈路的負載過大，可以使用另一條備用的路由，進而分散流量并減小因為負載過大造成的較大排隊時延。UAV-OLSR協議控制開銷較SETT_MPOLSR協議更小，故有更多的帶寬用于傳輸數據，故數據時延更小。MIMP-OLSR協議在計算路由時綜合考慮了節點的MAC層阻塞度、網絡拓撲變化幅度和網絡生存時間，并且選擇了前兩條最短路由，而跳數對于時延的影響也較大并且控制開銷進一步減小，故端到端時延性能最好。

4）吞吐量分析

吞吐量throughput計算如式（7）所示。

throughput=numrecv×SpkDete（7）

其中：Spk表示數據包的大小，仿真中為1 024 Byte。

圖9為四種協議的吞吐量曲線，表明網絡的吞吐量與節點移動速度呈負相關關系。

節點移速越大，端到端時延Dete越大，故吞吐量越小。SETT_MPOLSR協議在選取路由度量時綜合考慮了跳數和無線鏈路的質量，因而計算出的路由較OLSR協議更加合理。SETT_MPOLSR、UAV-OLSR和MIMP-OLSR協議的控制開銷逐漸減小，故實際用于傳輸有效數據包的帶寬增大，故吞吐量性能逐漸提高。

5）網絡生存時間

網絡生存時間表示一個網絡可以存在的最大時間，在路由協議中通常受到節點剩余能量的限制。圖10為四種協議的網絡生存時間曲線。該圖表明隨著節點移動速度的增加，四種協議的網絡生存時間性能均呈現下降趨勢。SETT_MPOLSR由于控制消息的大小較大使得能量消耗地較快，但由于該協議基于鏈路質量而提出了一種多徑路由方案進而對網絡中的數據包進行了分流，使得網絡中節點能耗差異不至于過大，故網絡生存時間較OLSR有所增加。UAV-OLSR調整了控制消息的發送頻率，并且控制消息大小較SETT_MPOLSR更小，故網絡生存時間較SETT_MPOLSR更大。MIMP-OLSR考慮了節點的MPR_S節點數目，即考慮了節點能量水平，并且控制消息的大小比UAV-OLSR更小，故網絡生存時間性能得到進一步提高。

4結束語

現有大多數文獻對于多徑OLSR協議的研究中，在計算路由時考慮的路由度量通常為跳數和鏈路質量等，未能完全結合當時網絡的各個性能情況。因此，本文提出了一種改進多徑OLSR協議（MIMP-OLSR協議），該協議首先綜合考慮了節點負載能力、網絡變動幅度和網絡生存時間，并定量計算了三個路由指標。其次，結合HELLO和TC兩種控制消息，提出了指標通告機制，用于將指標信息通告給全網節點，同時為了滿足無人機自組網對時延的高要求，在最短路由的基礎上，提出了一種多徑路由方案。仿真結果表明，改進協議MIMP-OLSR在成功率、端到端時延和吞吐量性能上表現良好。所提協議的指標通告機制中，對HELLO和TC消息的包格式做了修改，造成了一定的額外開銷，下一步將針對控制開銷問題考慮無人機自組網的優化多徑路由方案。

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收稿日期：2022-03-07；修回日期：2022-04-15基金項目：國家自然科學基金資助項目（61379159）；長江學者和創新團隊發展計劃基金資助項目（IRT1299）

作者簡介：姚玉坤（1964-），女，重慶人，教授，碩導，碩士，主要研究方向為網絡管理與應用、網絡編碼；張本俊（1997-），男（通信作者），安徽六安人，碩士研究生，主要研究方向為無人機自組網路由協議（1125039917@qq.com）；任麗丹（1996-），女，山西呂梁人，碩士研究生，主要研究方向為網絡編碼.