CN105407516B - 基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法，环境适应性强、控制开销小。其包括如下步骤：(10)邻居节点发现：节点发送测试包，其它节点应答测试包，建立各节点的邻居节点列表和近邻链路；(20)近邻链路质量预判：根据近邻链路稳定度因子、对称性因子、可靠度因子，计算近邻链路转发代价；(30)节点路由发现：源节点发送路由请求，目的节点回复路由请求，源节点根据其到目标节点的路径转发代价，发现路由。
Description
技术领域
本发明属于多跳无线网络路由技术领域，特别是一种环境适应性强、控制开销小的基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法。
背景技术
无线自组织网络路由要求适应节点移动或受干扰导致的拓扑变化，因此路由机制一般需要满足自适应和分布式特点。以往对无线自组网抗干扰能力研究集中于物理层抗干扰采用定向天线、MIMO技术等，在MAC层通过信道分配、调度策略减轻干扰，而在网络层，主要是设计基于干扰感知的路由算法，通过干扰对网络性能的影响进行分析，最大程度规避干扰区域。现有的大量自组网的基于网络性能感知路由协议主要集中在对信号相对衰减和节点剩余能量估计的路由、基于节点地理位置和移动轨迹的链路有效时间预测路由和基于双向延迟、延迟抖动及带宽估计的QoS性能感知路由，这些协议一方面对硬件和辅助设备的需求较高，另一方面依赖于网络层后验信息的计算，对干扰的快速响应、预测和规避能力较弱。为了进一步提高路由协议在动态干扰环境下的主动干扰规避能力，需要路由对受干扰或业务量过大而导致链路阻塞、链路性能下降的节点、链路快速预测、快速反应。在物理链路层抗干扰策略基础上，能够进一步通过干扰对链路性能状态的影响进行快速感知、规避干扰区域，快速优化路由。
目前国内外已有一些针对无线自组网抗干扰路由方法的研究，集中在如下几个方面：
首先在自组网领域应用非常广泛的AODV按需路由协议，按需发起路由探测过程，对网络当前状态具有较好的反应能力，对比表驱动路由有更强的抗干扰能力，通常作为抗干扰路由改进设计的基础协议。但对带宽占用率较高，不适用于大规模节点自组和业务较频繁的网络。在AODV基础上改进，如中国发明专利申请“一种基于链路质量的移动自组网络按需路由方法”，(申请号：201310344183.4，公开日：2013.11.27)，以单位时间内包接收概率作为链路质量，作为最优链路选择依据，方案实施较为便利，计算开销小，但并没有考虑到干扰影响下包接收概率观测值的变异程度，无法正确捕获最主要的链路质量的变化情况，不适用于干扰场景。另外以端到端的吞吐量、端到端的丢包率，节点平均剩余能量作为链路质量测试指标的混合AODV路由(CRM-AODV 2008)，结合了基于跳数的按需路由Hops-AODV与基于期望发包数的按需路由ETX-AODV的优点，从前向后向包接受概率绝对差角度考虑了底层链路的非对称性，但协议同样不能抵御中短期干扰下包接收概率的波动，在干扰通信场景下可靠性较低，同时需要计算和交互节点链路剩余能量，协议的控制开销较大，适用于能量受限的无线传感网。另外 OLSR链路状态协议需要在节点邻居节点中选择出多点中继集MPR,通过MPR节点转发基于节点剩余能量计算的链路状态信息，每一次的拓扑变化，不仅需要探测邻居节点，还需要用MPR选举算法从邻居节点中选取MPR节点，并维持MPR表，适用于节点相对静止的网络，且干扰条件下的协议的收敛能力较差。因此需要在按需探测路由基础上，重点考虑干扰对链路质量的影响，提高路由协议对干扰节点和链路的规避能力。
其次，抗干扰路由通常结合了干扰感知技术，尤其是基于链路质量的感知协议。在前述AODV协议基础上进行改进设计的NAR噪声感知路由(Noise Aware Routing 2012) 是一种基于SNR检测的链路质量判别的抗干扰路由协议，主要是应用物理层提供的信噪比作为选路代价，避开干扰区域。然而在干扰并不能长期并显著改变SNR的情况下，例如仅对部分字节实施的干扰，SNR平均变化率不大，却能引起丢包率增大，此时仅依赖于SNR检测的抗干扰路由并不适用。另外抗干扰路由通常与认知无线电技术结合，例如Bo Han提出的CIR干扰认知路由(Cognitive Interference Routing 2009)，针对Ad Hoc环境提出了一种基于认知干扰程度的冲突区域避免的路由，需要节点根据干扰程度对整个冲突区域识别和避免，协议算法较为复杂，时间耗费较高，不适合对实时性要求较高的组网场景。认知频谱干扰的能量有效的路由CSIEE(Cognitive Spectrum Interference and Energy EfficientRouting 2010)，主要在节点自身的发送时隙进行干扰检测，认为此时若扫描到其它能量，即为异构系统对该节点的系统间干扰，该路由协议需要MAC层采用时槽保障(GuaranteedTime Slot，GTS)机制支持。且需要花费一个时隙进行物理层能量检测和扫描。
另外一方面为提高路由协议的抗干扰能力，通常采用多径路由协议，多径路由可在保证分组高效传输的同时，降低单条失效链路对网络性能的影响，其中MSR多径路由协议在源节点和目的节点之间不断进行路径探测，建立多条路径，减少网络拥塞，但也存在节点开销过大的问题。AOMDV协议，结合了AODV协议提出了一种链路独立的多径路由协议。但是由于无线链路易受干扰，信道不稳定，过多的请求包和应答包将造成节点负载过大，更容易引起拥塞。基于AOMDV的IAMP路由协议(Interference Activity Aware Multi-pathRouting Protocol 2011)，通过接收的干扰信号强度分布作为干扰活跃度的度量。但该协议需要周期性在节点间交换携带干扰活跃性度量值的 HELLO包，协议的开销较大。此外多径抗干扰路由还和网络编码技术相结合，保证干扰下数据包投递率不会发生较大改变，但是该方法增加了源节点编码和目的节点编码时延。大多数按需路由还通过TTL控制机制限制转发跳数，防止路由协议在全网泛洪，但TTL限制值设置过大，则没有意义，设置过小，则可能丢弃链路质量较好的跳数稍大的路径。需要一些更加有效的方法降低路由探测包的洪泛压力。
可以看出抗干扰路由的研究思路通常是以多跳多路径进行迂回数据包投递实现干扰避免，以按需寻路作为抵御干扰和移动场景下随时可能产生的拓扑变化，最大化降低干扰对网络性能的影响为目的，规避受干扰节点和链路，保证端到端的成功投递。一方面增加探测和感知所需的路由探测包和应答包，一方面增加路由备份，都是以增加协议开销为代价。需要在降低阻塞概率、提高路由可用性的同时，在路由效率和开销之间进行有效平衡。
因此，现有无线自组网抗干扰路由协议，在提高拓扑适应性和环境适应性的同时，往往以控制开销增大为代价，或增加了路由算法计算复杂度，导致协议过于复杂，无法快速响应复杂电磁环境和网络拓扑结构动态多变条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法，环境适应性强、控制开销小。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法，包括如下步骤：
(10)邻居节点发现：节点发送测试包，其它节点应答测试包，建立各节点的邻居节点列表和近邻链路；
(20)近邻链路质量预判：根据近邻链路稳定度因子、对称性因子、可靠度因子，计算近邻链路转发代价；
(30)节点路由发现：源节点发送路由请求，目的节点回复路由请求，源节点根据其到目标节点的路径转发代价，发现路由。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
环境适应性强、控制开销小：本发明考虑到干扰对网络的影响最直接的表现是链路的不稳定、不对称和不可靠，采用基于链路稳定性、对称性和可靠性等链路质量因子的量化估计方法，该路由对动态干扰环境适应性强，算法的控制开销小，有较强的干扰规避能力。
与以往通过拓扑位置特征和功能特征对网络节点进行分类不同，本发明通过节点当前性能状态对节点分布式进行阻塞节点的预判别，可在后续寻路过程中将失去良好中继能力的节点排除在选路计算和排序过程之外，不仅有利于快速遴选处最佳的低阻塞率路径，也降低了路由计算的开销，可缓解网络路由探测包造成的网络洪泛压力。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1为应急通信多跳自组网络实施例的某时刻组网布局图。
图2为图1的网络拓扑结构图。
图3为本发明基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法的主流程图。
图4为图3中的邻居节点发现步骤的流程图。
图5为图3中的近邻链路质量预判步骤的流程图。
图6为图3中的节点路由发现步骤的流程图。
图7为节点Test_Beacon的短测试分组格式示例表。
图8为节点Test_Beacon_ACK短测试应答分组格式示例表。
图9为邻接节点列表NeighborList示例表。
图10为节点S与邻接节点1链路质量列表LinkQualityList示例表。
图11为RREQ报文格式示例表。
图12为RREP报文格式示例表。
图13为RERR包类型示例表。
具体实施方式：
图1为应急通信多跳自组网络实施例的某时刻组网布局图。图2为图1的网络拓扑结构图。
针对如图1、2所示的多跳自组网络，本发明基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法，如图3所示，包括如下步骤：
(10)邻居节点发现：节点发送测试包，其它节点应答测试包，建立各节点的邻居节点列表和近邻链路；
如图4所示，所述(10)邻居节点发现步骤包括：
(11)发送测试包：节点i开机后重置自身计时器和计数器，节点i加入网络并同步获得分配时隙后，在其主时隙以广播方式、固定功率Ps和固定发包速率rs packet/s，在预设窗口期Tw内持续发送包括消息类型和时间戳的测试包，其它节点在自身主时隙监听该测试包；
节点入网后，在一跳范围内，向近邻发送短测试包Test_Beacon如图7。每个节点i加入网络并成功同步获得分配时隙后，在自己的主时隙以广播方式以固定功率Ps和固定发包速率rs packet/s在一个预设窗口期Tw内持续发送该短测试包，其它节点在自身主时隙监听该短测试包，短测试包包括消息类型和时间戳。
(12)添加邻居节点：如节点i在预设窗口期Tw内收到来自它节点j的测试包应答消息，则将它节点j加入节点i的邻居列表。
如果节点i在这个预设窗口期Tw内能收到来自节点j的测试包应答消息 Test_Beacon_ACK如图8，则认为节点j为节点i的邻居节点，加入节点i的邻居列表，如图9，同时将链路质量信息存放邻接节点综合链路质量列表LinkQualityList，如图10。
(20)近邻链路质量预判：根据近邻链路稳定度因子、对称性因子、可靠度因子，计算近邻链路转发代价；
如图5所示，所述(20)近邻链路质量预判步骤包括：
(21)稳定度因子计算：近邻链路稳定度因子为，
其中，
为一个窗口期Tw内，测试包成功接收概率，
为连续n个窗口期Tw内测试包接收概率均值，
Nrec(i,j)为节点i在窗口期Tw内收到的节点j发送的测试包应答消息数量；
(22)对称性因子计算：近邻链路对称性因子为，
其中，APRRji为一个窗口期Tw内，反向链路测试包成功接收概率；
(23)可靠度因子计算：近邻链路可靠度因子为，
Lreliability＝SPLREWMA＝α×SPLREWMA+(1-α)PLRij，
其中，
PLRij＝1-PRRij，
为用于描述链路可靠性的丢包率，
SPLREWMA为丢包率PLRij的EWMA滤波平滑值,α为平滑系数，设为0.6；
在节点i接收节点j发送的测试包，并计算出链路i←j的平均包接收概率APRRij的同时，节点j同时也接收到了节点i在其主时隙发送的测试包，并计算出反向链路j←i 的平均包接收概率APRRji，计算链路的对称性因子。
(24)近邻链路质量因子计算：近邻链路质量因子为，
Qij＝Lstability·Lasymmetry·Lreliability；
(25)链路质量表更新：根据计算得到的近邻链路质量，更新邻节点列表的链路质量表项；
(26)近邻链路转发代价计算：近邻链路转发代价为，
Lcost＝Qij。
直接用此链路质量因子作为链路的转发代价，作为路由优选下一跳转发链路的依据。
如图11所示为RREQ报文格式示例。
如图12所示为RREP报文格式示例。
如图13所示为RERR包类型示例。
(30)节点路由发现：源节点发送路由请求，目的节点回复路由请求，源节点根据其到目标节点的路径转发代价，发现路由。
如图6所示，所述(30)节点路由发现步骤包括：
(31)源节点路由发现：干扰环境下，源节点周期性重新发送路由请求，邻居节点接收并转发路由请求，目的节点回复路由请求；
所述(31)源节点路由发现步骤包括：
(311)源节点发送路由请求：当源节点x欲向目的节点y发送数据时，先在节点缓存表中查找是否存在到达目的节点的路由，如果有，则直接发送数据，如果没有，则源节点x发送包括消息类型、消息序列号、源、目的地址、上一跳节点地址、上一跳节点邻居数量、跳数的路由请求RREQ消息，同时启动一个路径探测计时器Texplore；
(312)邻居节点接收路由请求：当某个邻居节点接收到源节点x发送路由请求RREQ消息后，读取RREQ的源、目的地址和消息序列号，判断是否是已经收到过的，如果是，则抛弃该RREQ消息，否则在本节点的临时路由表中建立一条新的路由表项，目的节点为该RREQ消息发起节点，下一跳节点为RREQ消息的上一跳节点，并判断自己是否为该RREQ消息的目的节点，如是，则跳转至(314)目的节点回复路由请求步骤；
(313)路由请求转发：邻居节点将RREQ的跳数加1，将RREQ消息中的上一跳节点改为该本节点地址，延迟退避时间Tbackoff＝1-ln(Qij)-m后，将其转发给本节点的邻居节点，其中，m为当前节点上一跳节点的邻居节点个数，Qij为该节点与上一跳的近邻链路质量，其值等于链路转发代价，启动接收应答计时器Trecv，重置链路错误计数器 Croute_err＝0；
如果该节点与上一跳的链路质量越高，则该节点优先获得转发的机会越大。同时不论链路质量好坏，如果上一跳邻居节点越多，所需设置的退避延迟时间应越大。
(314)目的节点回复路由请求：目的节点y向源节点x沿着RREQ传递时记录的反向路径回复RREP消息，并在周期Trrep内以速率rrreppackets/s重复回复包括消息类型、 RREP序列号、跳数、RREP回复发起的源节点、RREP回复的目的节点、上一跳节点地址和路径转发代价的RREP消息。
此时路径转发代价为上一跳节点到当前节点链路转发代价，即Pcost＝Lcost。此时RREP的上一跳节点为RREP回复发起的源节点，即节点y，RREP回复的目的节点为节点x，此时跳数为0。
(32)目的节点路由发现应答：中间节点接收并转发目的节点的路由请求回复消息，源节点根据到目标节点的路径转发代价，发现路由。
所述(32)目的节点路由发现应答步骤包括：
(321)中间节点接收回复：当某中间节点收到目的节点y回复的RREP消息时，将RPEP消息中的跳数加1，上一跳节点改为本节点地址，并记录Pcost＝Pcost+Lcost， Lcost＝Qij，判断节点Croute_err＝1，则说明RREP是修复路由的应答，更新节点本地路由表条目，Croute_err置0；若节点Croute_err＝0，在本地路由表中添加新的路由表项，判断 RREP回复的目的节点是不是本节点，如是，则转到步骤(323)，否则继续；
(322)回复消息转发：中间节点将RREP消息的跳数加1，上一跳节点地址改为本节点，根据路由表，将RREP转发给下一跳节点，返回步骤(321)；
(323)路由发现：源节点在一个接收响应周期Trecv内，持续等待接收RREP消息，根据接收到的RREP消息中的路径转发代价Pcost，按Qij由小到大排序，判断源节点 Croute_err，若等于1，则说明RREP是修复路由的应答，则直接以Pcost最小的且不同于原 PATH1和PATH2的路径，去更新原路由表项中的备份路由PAHT2，再次将Croute_err置0；若Croute_err等于0，则选取Pcost最小的路径建立主路由PATH1，选取Pcost次小的路径建立备份路由PATH2，通过主路由PATH1向目的节点发送数据包，重传计数器Cretransmit置0，同时启动一个等待数据包接收应答计时器Treply；
为了提高源节点和中间节点数据转发的效率，可通过保留各个节点的备份节点，在主路由上的某链路失效后，重新通过该失效节点的备份节点发送数据。但是整条路径上所有节点的备份节点的存储和优选同样需要耗费计算代价、增加传输时延，因此在源节点根据链路代价确定主路由的同时也保留次级最小Pcost作为保护路径根据接收到的 RREP消息中的路径转发代价，按Pcost由小到大排序，优选具有前两位min(Pcost)的路径建立主路由PATH1，和备份路由PATH2。首先根据得到的min(Pcost)路径PATH1向目的节点发送数据包，重传计数器Cretransmit置0，同时启动一个等待数据包接收应答计时器 Treply。
(324)数据包重发：等待Treply时间，若未接收到目的节点的接收应答消息RERP，则重发数据包，同时重传计数器Cretransmit加1，Treply重置；
(325)备份路径启动：若重传计数器超出最大预设重传次数阈值，还未收到目的节点接收应答，如此时使用的是PATH1，则立刻启用备份路径重新发送数据包，并返回步骤(324)，如此时已经使用的是PATH2，则转步骤(326)；
(326)启动备份路径：中间节点在Trecv内接收的RREP包数Nrrep满足 |Nrrep-Trrep·rrrep|≤γ，γ为预先设定的阈值，则判定备份路由中的链路质量严重下降，认为下一跳节点不可用，判断本节点Croute_err值是否已等于1，是，则说明修复的备份路径不可用，将Croute_err置为0，同时跳转步骤(329)，否则置链路错误计数器Croute_err＝1，转步骤(327)
(327)路径错误消息发送：发现链路质量严重下降的节点，记录不可达的下一跳节点地址，并立即沿反向路径单播发送包括源节点、目的节点地址、当前节点地址、当前节点到源节点跳数、不可达下一跳节点的RERR路径错误消息。所有接收到RERR的反向路径上的中间节点，按反向路径单播转发RERR消息给源节点，分别置自身链路错误计数器Croute_err＝1，启动Trepair路由修复计时器，等待路由修复，在Trepair时间内全部停止发送数据包、并禁止发送新的RERR消息。
(328)修复备份路由：发现路径不可用的节点重发RERR消息后，从缓存找到与等待接收的RREP包具有相同目的节点序列号、相同源节点地址的RREQ消息，立即重新转发RREQ给邻节点，启动接收应答计时器Trecv；转(314)；
(329)重路由请求消息发送：发现路径不可用的节点按反向路径单播重路由请求给源节点，接收到重路由请求的中间节点和源节点将自身计时器、计数器重置；
(330)源节点启动重路由过程。
主路由失效后，不会立即重路由而是第一时间启用备份路由，最大限度的保证数据包能快速投递至目的节点，无需等待路由修复确认的过程；二是备份路由PATH2失效后，检测到路由失效的节点发送路由错误RERR消息，该RERR消息包括了源节点地址、目的节点地址，发现路由失效的节点到源节点跳数Hop和根据备份路由PATH2得到的源节点到目的节点的总跳数Dist。
本发明通过节点当前性能状态对节点分布式进行阻塞节点的预判别，可在后续寻路过程中将失去良好中继能力的节点排除在选路计算和排序过程之外，不仅有利于快速遴选处最佳的低阻塞率路径，也降低了路由计算的开销，可缓解网络路由探测包造成的网络洪泛压力。
链路质量判别不再以简单的包接收概率和信号接收强度作为判别依据，而应进一步计算链路的稳定性、对称性、可靠性因子。其中链路的稳定性因子应能反映包接收率观测值的变异程度，用包接收率的标准差和平均数的比值计算标准差率得到链路稳定性。链路的对称性因子应能反映双向链路上前向和后向链路连通性的不同，反映了节点是否具有相同有效的传输功率，接收敏感度和噪声水平，可用前向链路和后向链路的包接收概率差值衡量链路的对称性。可靠性因子反映了能正确刻画链路状态的能力，应能反映链路抵御瞬时波动的能力，通过EWMA(Exponentially Weighted Moving Average，指数加权移动平均)滤波用于包接收概率的平滑，抵御中短期的包接收概率波动的同时依然可以正确捕获最主要的链路质量的变化情况。
本发明针对物理链路层抗干扰策略失效时，底层受干扰性状将直接影响到链路性能，通过设计一种新颖的链路可靠性、稳定性和对称性因子，进行链路状态估计。与现有的抗干扰路由协议相比，不再需要建立跨层管道接口，无须提取底层参数进行链路质量的跨层估计，提高了路由计算效率，将以往的无线链路质量和信道质量跨层的检测问题转变为基于不同链路质量因子的路由发现和优选决策依据。其中，链路的稳定性质量因子反映包接收率观测值的变异程度，用包接收率的标准差和平均数的比值计算标准差率得到链路稳定性；链路的对称性质量因子反映双向链路上前向和后向链路连通性的不同，反映了节点是否具有相同有效的传输功率，接收敏感度和噪声水平，可用前向链路和后向链路的包接收概率差值衡量链路的对称性；可靠性质量因子反映了能正确刻画链路状态的能力，应能反映链路抵御瞬时波动的能力，通过EWMA滤波用于包接收概率的平滑，抵御中短期的包接收概率波动的同时依然可以正确捕获最主要的链路质量的变化情况，提高了路由层快速干扰预测和干扰规避能力，保障了干扰环境下的数据传输性能。
Claims (4)
1.一种基于链路质量因子的多跳自组网络抗干扰路由方法，包括如下步骤：
(10)邻居节点发现：节点发送测试包，其它节点应答测试包，建立各节点的邻居节点列表和近邻链路；
(20)近邻链路质量预判：根据近邻链路稳定度因子、对称性因子、可靠度因子，计算近邻链路转发代价；
(30)节点路由发现：源节点发送路由请求，目的节点回复路由请求，源节点根据其到目标节点的路径转发代价，发现路由；
所述(10)邻居节点发现步骤包括：
(11)发送测试包：节点i开机后重置自身计时器和计数器，节点i加入网络并同步获得分配时隙后，在其主时隙以广播方式、固定功率Ps和固定发包速率rspacket/s，在预设窗口期Tw内持续发送包括消息类型和时间戳的测试包，其它节点在自身主时隙监听该测试包；
(12)添加邻居节点：如节点i在预设窗口期Tw内收到来自它节点j的测试包应答消息，则将它节点j加入节点i的邻居列表；
其特征在于，所述(20)近邻链路质量预判步骤包括：
(21)稳定度因子计算：近邻链路稳定度因子为，
其中，
为一个窗口期Tw内，测试包成功接收概率，
为连续n个窗口期Tw内测试包接收概率均值，
Nrec(i,j)为节点i在窗口期Tw内收到的节点j发送的测试包应答消息数量；
(22)对称性因子计算：近邻链路对称性因子为，
其中，APRRji为一个窗口期Tw内，反向链路测试包成功接收概率；
(23)可靠度因子计算：近邻链路可靠度因子为，
Lreliability＝SPLREWMA＝α×SPLREWMA+(1-α)PLRij，
其中，
PLRij＝1-PRRij，
为用于描述链路可靠性的丢包率，
SPLREWMA为丢包率PLRij的EWMA滤波平滑值,α为平滑系数，设为0.6；
(24)近邻链路质量因子计算：近邻链路质量因子为，
Qij＝Lstability·Lasymmetry·Lreliability；
(25)链路质量表更新：根据计算得到的近邻链路质量，更新邻节点列表的链路质量表项；
(26)近邻链路转发代价计算：近邻链路转发代价为，
Lcost＝Qij。
2.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，所述(30)节点路由发现步骤包括：
(31)源节点路由发现：干扰环境下，源节点周期性重新发送路由请求，邻居节点接收并转发路由请求，目的节点回复路由请求；
(32)目的节点路由发现应答：中间节点接收并转发目的节点的路由请求回复消息，源节点根据到目标节点的路径转发代价，发现路由。
3.根据权利要求2所述的路由方法，其特征在于，所述(31)源节点路由发现步骤包括：
(311)源节点发送路由请求：当源节点x欲向目的节点y发送数据时，先在节点缓存表中查找是否存在到达目的节点的路由，如果有，则直接发送数据，如果没有，则源节点x发送包括消息类型、消息序列号、源、目的地址、上一跳节点地址、上一跳节点邻居数量、跳数的路由请求RREQ消息，同时启动一个路径探测计时器Texplore；
(312)邻居节点接收路由请求：当某个邻居节点接收到源节点x发送路由请求RREQ消息后，读取RREQ的源、目的地址和消息序列号，判断是否是已经收到过的，如果是，则抛弃该RREQ消息，否，则在本节点的临时路由表中建立一条新的路由表项，目的节点为该RREQ消息发起节点，下一跳节点为RREQ消息的上一跳节点，并判断自己是否为该RREQ消息的目的节点，如是，则跳转至(314)目的节点回复路由请求步骤；
(313)路由请求转发：邻居节点将RREQ的跳数加1，将RREQ消息中的上一跳节点改为该本节点地址，延迟退避时间Tbackoff＝1-ln(Qij)-m后，将其转发给本节点的邻居节点，其中，m为当前节点上一跳节点的邻居节点个数，Qij为该节点与上一跳的近邻链路质量，其值等于链路转发代价，启动接收应答计时器Trecv，重置链路错误计数器Croute_err＝0；
(314)目的节点回复路由请求：目的节点y向源节点x沿着RREQ传递时记录的反向路径回复RREP消息，并在周期Trrep内以速率rrreppackets/s重复回复包括消息类型、RREP序列号、跳数、RREP回复发起的源节点、RREP回复的目的节点、上一跳节点地址和路径转发代价的RREP消息。
4.根据权利要求2所述的路由方法，其特征在于，所述(32)目的节点路由发现应答步骤包括：
(321)中间节点接收回复：当某中间节点收到目的节点y回复的RREP消息时，将RPEP消息中的跳数加1，上一跳节点改为本节点地址，并记录Pcost＝Pcost+Lcost，Lcost＝Qij，判断节点Croute_err＝1，则说明RREP是修复路由的应答，更新节点本地路由表条目，Croute_err置0；若节点Croute_err＝0，在本地路由表中添加新的路由表项，判断RREP回复的目的节点是不是本节点，如是，则转到步骤(323)，否则继续；
(322)回复消息转发：中间节点将RREP消息的跳数加1，上一跳节点地址改为本节点，根据路由表，将RREP转发给下一跳节点，返回步骤(321)；
(323)路由发现：源节点在一个接收响应周期Trecv内，持续等待接收RREP消息，根据接收到的RREP消息中的路径转发代价Pcost，按Qij由小到大排序，判断源节点Croute_err，若等于1，则说明RREP是修复路由的应答，则直接以Pcost最小的且不同于原PATH1和PATH2的路径，去更新原路由表项中的备份路由PAHT2，再次将Croute_err置0；若Croute_err等于0，则选取Pcost最小的路径建立主路由PATH1，选取Pcost次小的路径建立备份路由PATH2，通过主路由PATH1向目的节点发送数据包，重传计数器Cretransmit置0，同时启动一个等待数据包接收应答计时器Treply；
(324)数据包重发：等待Treply时间，若未接收到目的节点的接收应答消息RERP，则重发数据包，同时重传计数器Cretransmit加1，Treply重置；
(325)备份路径启动：若重传计数器超出最大预设重传次数阈值，还未收到目的节点接收应答，如此时使用的是PATH1，则立刻启用备份路径重新发送数据包，并返回步骤(324)，如此时已经使用的是PATH2，则转步骤(326)；
(326)启动备份路径： 中间节点在Trecv内接收的RREP包数Nrrep满足|Nrrep-Trrep·rrrep|≤γ，γ为预先设定的阈值，则判定备份路由中的链路质量下降，认为下一跳节点不可用，判断本节点Croute_err值是否已等于1，是，则说明修复的备份路径不可用，将Croute_err置为0，同时跳转步骤(329)，否则置链路错误计数器Croute_err＝1，转步骤(327)；
(327)路径错误消息发送： 发现链路质量下降的节点，记录不可达的下一跳节点地址，并立即沿反向路径单播发送包括源节点、目的节点地址、当前节点地址、当前节点到源节点跳数、不可达下一跳节点的RERR路径错误消息。所有接收到RERR的反向路径上的中间节点，按反向路径单播转发RERR消息给源节点，分别置自身链路错误计数器Croute_err＝1，启动Trepair路由修复计时器，等待路由修复，在Trepair时间内全部停止发送数据包、并禁止发送新的RERR消息；
(328)修复备份路由：发现路径不可用的节点重发RERR消息后，从缓存找到与等待接收的RREP包具有相同目的节点序列号、相同源节点地址的RREQ消息，立即重新转发RREQ给邻节点，启动接收应答计时器Trecv；转(314)；
(329)重路由请求消息发送：发现路径不可用的节点按反向路径单播重路由请求给源节点，接收到重路由请求的中间节点和源节点将自身计时器、计数器重置；
(330)源节点启动重路由过程。
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