電力物聯(lián)網(wǎng)中基于用戶信譽(yù)度的網(wǎng)路由協(xié)議

路永玲，劉 洋，徐江濤，姜海波

(1. 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京 211103；2. 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司，江蘇 南京 210024)

1 引言

電力物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)感知、風(fēng)險(xiǎn)告警、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、故障精確定位、智能運(yùn)檢的新一代信息網(wǎng)絡(luò)[1-4]，為滿足海量的電力設(shè)備傳感器的靈活接入，同時(shí)兼顧傳感器功耗限制，需要采用低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(low power wide area network，LPWAN)構(gòu)建自組織網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)輸變配等不同應(yīng)用場(chǎng)景下的電力物聯(lián)網(wǎng)傳感器組網(wǎng)需求，然而自組織網(wǎng)具有無(wú)中心、自組織、可移動(dòng)等特點(diǎn)，可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和信息交換，而不依賴于固定的基礎(chǔ)設(shè)施，因此廣泛應(yīng)用在軍事通信、災(zāi)難救援等場(chǎng)合[5]。由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化、節(jié)點(diǎn)分布式控制、節(jié)點(diǎn)帶寬和能量有限[6-7]，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全保證機(jī)制難以適用于自組織網(wǎng)，如何建立可行的節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度評(píng)判機(jī)制，在動(dòng)態(tài)環(huán)境下保證路由的可靠運(yùn)行成為自組織網(wǎng)的研究熱點(diǎn)。

IETF的MANET工作組致力于自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前自組織網(wǎng)RFC無(wú)論是表驅(qū)動(dòng)路由還是按需路由協(xié)議，由于沒(méi)有任何節(jié)點(diǎn)評(píng)估機(jī)制[8]，可能存在自私節(jié)點(diǎn)，自私節(jié)點(diǎn)或者接收消息卻拒絕轉(zhuǎn)發(fā)，或者由于鏈路狀態(tài)等原因難以正確完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，這些消極行為嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的QoS保證。

針對(duì)自組織網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)路由的可靠運(yùn)行性和安全保障問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從鑒權(quán)認(rèn)證和節(jié)點(diǎn)信譽(yù)評(píng)估角度提出了諸多解決方案[9-11]，然而鑒權(quán)機(jī)制依賴中心化的統(tǒng)一控制中心，與自組織網(wǎng)分布式管理協(xié)調(diào)機(jī)制相悖。現(xiàn)有的信譽(yù)機(jī)制主要通過(guò)使用博弈論、貝葉斯等理論對(duì)信譽(yù)度進(jìn)行計(jì)算，從而評(píng)估節(jié)點(diǎn)的自私和惡意行為，采取相關(guān)的措施逼迫這些節(jié)點(diǎn)與其它節(jié)點(diǎn)協(xié)作。Denko等基于貝葉斯理論對(duì)節(jié)點(diǎn)的信任關(guān)系進(jìn)行建模[12]，但模型對(duì)節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤推薦缺少辨別能力。Wang在機(jī)會(huì)路由中引入信任相似性概念，建立基于最小成本的轉(zhuǎn)發(fā)模型，提出一種基于信任模型的機(jī)會(huì)路由算法[13]。Srivastava分析節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度服從Beta分布，但提出的BRSN模型沒(méi)有考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量，事實(shí)上節(jié)點(diǎn)能量對(duì)于自組織網(wǎng)的生命周期至關(guān)重要[14]。Lopes和Moreira等利用模糊化的鏈路代價(jià)和動(dòng)態(tài)選擇標(biāo)準(zhǔn)，提出一種滿足不同服務(wù)需求的QoS控制方案[15]。以上評(píng)估方法基于單一層次的信息來(lái)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度的評(píng)估，忽略了其它層上影響節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度評(píng)估的因素，并且沒(méi)有對(duì)推薦節(jié)點(diǎn)的可信度進(jìn)行評(píng)估，降低了信譽(yù)度評(píng)估結(jié)果的安全性和有效性。

與單徑路由相比，多徑路由可以減少對(duì)節(jié)點(diǎn)帶寬的限制，能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。文獻(xiàn)[16，17]提出鏈路相交、鏈路不相交和節(jié)點(diǎn)不相交三種多徑方法，其中節(jié)點(diǎn)不相交(Node-Disjoint )多徑既無(wú)共用鏈路，也無(wú)共用節(jié)點(diǎn)，可以更充分地利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，不會(huì)因?yàn)閱蝹€(gè)節(jié)點(diǎn)的自私行為而引起性能衰減問(wèn)題。多徑源路由協(xié)議MSR[18]在DSR基礎(chǔ)上，以延遲作為路徑參數(shù)的度量，將按需、多徑和源路由相結(jié)合，文獻(xiàn)[19]提出了基于路徑分段的多徑路由，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝闆r進(jìn)行一定的自適應(yīng)調(diào)整。

本文結(jié)合自組織網(wǎng)路由特點(diǎn)，提出基于模糊理論的節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度評(píng)估模型，在此基礎(chǔ)上建立跨層的多參數(shù)QoS路由模型，設(shè)計(jì)一種節(jié)點(diǎn)不相交的多徑路由協(xié)議RMQR。

2 基于模糊理論的信譽(yù)度評(píng)估模型

ITU-T推薦的PKI標(biāo)準(zhǔn)X.509中對(duì)信譽(yù)度定義如下：若實(shí)體X認(rèn)為實(shí)體Y將嚴(yán)格地按X的期望去進(jìn)行行動(dòng)，則X信任Y[20]。信譽(yù)度評(píng)估具有很強(qiáng)的主觀性和模糊性，在自組織網(wǎng)中，節(jié)點(diǎn)分布式結(jié)構(gòu)導(dǎo)致集中式的信譽(yù)度評(píng)估機(jī)制難以適用，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化使得證據(jù)空間不一定可靠，因而基于證據(jù)理論的評(píng)估模型可能出現(xiàn)較大誤差。因此，概率等精確數(shù)學(xué)模型難以準(zhǔn)確地描述信譽(yù)度，可以結(jié)合模糊理論進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)充。

移動(dòng)自組織網(wǎng)模型可以用三元組表示G=(V，E，W)，其中V=(v1，v2，…，vn)表示節(jié)點(diǎn)集，E=(e12，e13，…，eij)表示鄰居節(jié)點(diǎn)間鏈路的集合，與邊集關(guān)聯(lián)的權(quán)值函數(shù)wij表示從節(jié)點(diǎn)vi轉(zhuǎn)發(fā)到鄰居節(jié)點(diǎn)vj的代價(jià)值，包括占用帶寬、消耗能量等。移動(dòng)自組織網(wǎng)中，綜合信譽(yù)度評(píng)估主要考慮直接信譽(yù)度和間接信譽(yù)度兩方面因素，前者可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)參數(shù)信息來(lái)計(jì)算，后者通過(guò)其它節(jié)點(diǎn)對(duì)被評(píng)估節(jié)點(diǎn)的推薦信譽(yù)度來(lái)計(jì)算，信譽(yù)度評(píng)估模型如圖1。

圖1 信譽(yù)度評(píng)估模型

2.1 直接信譽(yù)度

直接信譽(yù)度根據(jù)被評(píng)估節(jié)點(diǎn)的參數(shù)信息來(lái)評(píng)估。將節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度當(dāng)作是由多種因素組成的模糊集合，根據(jù)評(píng)判集求出單一因素的歸屬度，通過(guò)對(duì)模糊矩陣合成求解評(píng)價(jià)的定量值，主要有以下步驟：

1)建立信譽(yù)度評(píng)判對(duì)象的因素集A=(a1，a2，…，am)。自組織網(wǎng)節(jié)點(diǎn)既接收消息也需要參與轉(zhuǎn)發(fā)，信譽(yù)度值與可用帶寬、丟包率、剩余能量、轉(zhuǎn)發(fā)成功率等因素密切相關(guān)，這些屬性共同構(gòu)成評(píng)價(jià)因素集A。

2)確定因素集A中各元素對(duì)應(yīng)的評(píng)判等級(jí)集B=(b1，b2…，bn)。假設(shè)評(píng)估模型中n=5，其中b1，b2，b3，b4，b5分別表示信譽(yù)高、信譽(yù)較高、信譽(yù)一般、信譽(yù)較差、信譽(yù)很差。

3)根據(jù)評(píng)判集B中等級(jí)指標(biāo)對(duì)A中元素進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)，得到模糊評(píng)判矩陣R。

DR(c，r)=C°R=(dr1，dr2，…，drn)

5)為得到直接信譽(yù)度，須對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行量化，設(shè)等級(jí)量化向量L=(l1，l2，…，ln)，則直接信譽(yù)度值為

(1)

(2)

M×M=4k·(N×N)

(3)

2.2 間接信譽(yù)度

間接信譽(yù)度是指其它節(jié)點(diǎn)對(duì)某節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度的推薦值，根據(jù)其它節(jié)點(diǎn)反饋的直接評(píng)估值來(lái)計(jì)算。

間接信譽(yù)度評(píng)估模型如圖2，為了減少自組織網(wǎng)通信負(fù)載、避免推薦遞歸，間接信譽(yù)度的推薦限制在鄰居節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，即推薦節(jié)點(diǎn)只能將自己對(duì)被評(píng)估節(jié)點(diǎn)的直接信譽(yù)度發(fā)送給評(píng)估節(jié)點(diǎn)，不能把收到的推薦信息再推薦給其它 節(jié)點(diǎn)。

圖2 間接信譽(yù)度評(píng)估模型

用RRk(c，r)表示節(jié)點(diǎn)k對(duì)源節(jié)點(diǎn)的推薦信譽(yù)度向量，RRk(c，r)計(jì)算公式如下

RRk(c，r)=DRk(c，r)δ(t-t0)

對(duì)間接信譽(yù)向量進(jìn)行量化，可以得到間接信譽(yù)度IR

2.3 綜合信譽(yù)度

信譽(yù)度是指節(jié)點(diǎn)的直接信譽(yù)度和間接信譽(yù)度的綜合水平。根據(jù)自組織網(wǎng)實(shí)際情況，對(duì)直接、推薦信譽(yù)度進(jìn)行加權(quán)求和，設(shè)直接信譽(yù)度權(quán)重為?(?值根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況確定)，計(jì)算綜合信譽(yù)度CR。

CR=?DR+(1-?)IR(0≤?≤1)

3 RMQR路由協(xié)議

3.1 多徑路由模型

在一定的參數(shù)約束條件下，尋找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的多條可行路由，然后在多條鏈路上合理分配負(fù)載，可以提高網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)能力，特別是節(jié)點(diǎn)不相交多徑，可以充分地利用資源，減少節(jié)點(diǎn)帶寬限制，不會(huì)因?yàn)閱蝹€(gè)節(jié)點(diǎn)的自私行為而導(dǎo)致路由失敗。假設(shè)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間存在N條獨(dú)立鏈路，生存時(shí)間的概率密度滿足獨(dú)立同指數(shù)分布

f(t)=λe-λt

時(shí)間t(t≥0)內(nèi)單路徑正常工作的概率Ri(t)為

要保證消息轉(zhuǎn)發(fā)可以正常進(jìn)行，至少保證有一條可用鏈路，則多徑可靠性RP(t)為

RP(t)=1-P(X1

如果所有鏈路情況都相同，系統(tǒng)失效前平均時(shí)間MTTF(Mean Time To Failure)

如果鏈路情況不同，如N=2，則

當(dāng)端到端可靠性大于業(yè)務(wù)所需可靠度，即R≥Rreq，能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)提供QoS保證。由圖3仿真結(jié)果可知，當(dāng)單路徑可靠度不低于0.6時(shí)，2條路徑則能夠滿足90%的業(yè)務(wù)要求，因此確定在協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)多徑數(shù)目為2條。

圖3 可靠性與鏈路數(shù)量關(guān)系圖

節(jié)點(diǎn)收發(fā)消息時(shí)信譽(yù)度值與帶寬、丟包率等因素密切相關(guān)，多參數(shù)求解最優(yōu)路由是NP-完全問(wèn)題[20]，本文主要考慮以下參數(shù)，

1)可用帶寬：節(jié)點(diǎn)間能夠用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笸掏铝?/p>

Bi=min{band(vi)}≥Bmin

2)丟包率：丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送數(shù)據(jù)包的比率

Li=max{loss(vi}≤Lmax

3)剩余能量：節(jié)點(diǎn)收發(fā)消息耗能量，節(jié)點(diǎn)能量過(guò)低時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)失敗

Ei=min{engery(vi)}≥Emin

4)轉(zhuǎn)發(fā)成功率：自私節(jié)點(diǎn)或拒絕轉(zhuǎn)發(fā)消息，或難以完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，剔除自私節(jié)點(diǎn)，保證節(jié)點(diǎn)工作效率

Si=min{succ(vi)}≥Smin

以上4項(xiàng)參數(shù)構(gòu)成信譽(yù)度評(píng)判的因素集，根據(jù)跨層信譽(yù)度評(píng)估模型，通過(guò)設(shè)定評(píng)判集，構(gòu)造模糊矩陣，對(duì)矩陣進(jìn)行合成、量化，可以得到信譽(yù)度CR。

3.2 路由發(fā)現(xiàn)

當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查緩存中有無(wú)到目的節(jié)點(diǎn)的可行路徑，如果有按照已有路徑發(fā)送數(shù)據(jù)包，若沒(méi)有則轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求RREQ，轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)象節(jié)點(diǎn)要求大于信譽(yù)度閾值即CR≥CRreq。中間節(jié)點(diǎn)收到第一個(gè)RREQ后轉(zhuǎn)發(fā)此路由請(qǐng)求，且轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)對(duì)象信譽(yù)度CR≥CRreq，以后收到的RREQ包將被丟棄；即使有到目的節(jié)點(diǎn)的信息，中間節(jié)點(diǎn)也不作路由答復(fù)。通過(guò)路由請(qǐng)求的不斷擴(kuò)散，目的節(jié)點(diǎn)會(huì)收到經(jīng)過(guò)不同路徑的RREQ，得到如圖4的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)．

圖4 多徑選擇模型

源節(jié)點(diǎn)鄰居數(shù)表示為NS，目的節(jié)點(diǎn)鄰居數(shù)為ND，則多徑數(shù)目N≤min{NS，ND}。目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由請(qǐng)求包提取出路由信息，收到第一個(gè)RREQ后，為減小路由等待延遲，發(fā)送路由回復(fù)RREP到源節(jié)點(diǎn)，應(yīng)答包中包括RREQ的路徑信息。設(shè)定等待時(shí)間T，若接收到N條路徑則等待結(jié)束；若接收路徑小于N，T時(shí)間后等待也結(jié)束。最后，根據(jù)多徑選擇算法進(jìn)行獨(dú)立多路徑的選擇。

在路由請(qǐng)求中，可以在RREQ分組聲明請(qǐng)求的最低帶寬、最大丟包率等信息，中間節(jié)點(diǎn)接收到該路由請(qǐng)求時(shí)，僅當(dāng)有足夠資源可滿足請(qǐng)求時(shí)，才將請(qǐng)求遞交給下一跳節(jié)點(diǎn)。當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)收到路由請(qǐng)求分組時(shí)，可以得到能夠滿足QoS需求的路徑。

在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)疏密相差較大時(shí)，可能出現(xiàn)如圖5的路徑重疊情況，可以在RREQ加入ID字段，對(duì)路徑進(jìn)行編號(hào)來(lái)解決。

圖5 路徑重疊問(wèn)題

3.3 路由維護(hù)

為減少網(wǎng)絡(luò)中路由消息泛洪，僅當(dāng)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間的所有路由都失效時(shí)，源節(jié)點(diǎn)才發(fā)起新的路由請(qǐng)求，盡可能降低重新發(fā)現(xiàn)路由的概率，降低網(wǎng)絡(luò)控制開(kāi)銷。

3.4 算法設(shè)計(jì)

■ 鄰居發(fā)現(xiàn)算法

鄰居節(jié)點(diǎn)算法主要功能是發(fā)現(xiàn)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的有效鄰居節(jié)點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行信譽(yù)度評(píng)估，MANET中所有節(jié)點(diǎn)都要適用該算法，以縮短路由請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間。令節(jié)點(diǎn)u的鄰居節(jié)點(diǎn)集合表示成N(u)，則u發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)的算法描述為：

1)節(jié)點(diǎn)u廣播Hello消息，消息中包括u的標(biāo)識(shí)ID和生存時(shí)間值TTL；

2)u周邊節(jié)點(diǎn)收到Hello消息后，立即發(fā)送響應(yīng)消息replyHello，replyHello消息中包含該節(jié)點(diǎn)ID、可用帶寬、丟包率、節(jié)點(diǎn)剩余能量和轉(zhuǎn)發(fā)成功率等消息；

3)節(jié)點(diǎn)u收到鄰居節(jié)點(diǎn)的replyHello消息，對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信譽(yù)度評(píng)估，并對(duì)信息進(jìn)行更新。

■ 多徑選擇算法

根據(jù)路由發(fā)現(xiàn)算法，目的節(jié)點(diǎn)收到的RREQ中的路徑具有如下格式

RREQ1{R，…，x1，y1，z1，…，D}

RREQ2{R，…，x2，y2，z2，…D}

令目的節(jié)點(diǎn)收到S→D的路徑集為S，目的節(jié)點(diǎn)選擇的獨(dú)立多徑集為MP0，路徑數(shù)為Pathm，則多徑選擇算法如下：

1)初始化S=?，MP0=?，Pathm=2，Num(MPo)=0；

2)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由請(qǐng)求RREQ，發(fā)送對(duì)象節(jié)點(diǎn)要求大于信譽(yù)度閾值即CR≥CRreq；

3)中間節(jié)點(diǎn)收到第一個(gè)RREQ后轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求，且轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度CR≥CRreq，丟棄后續(xù)收到的RREQ；

4)判斷路由節(jié)點(diǎn)是否是目的節(jié)點(diǎn)，若是加入路徑集合S，若不是繼續(xù)步驟3)；

5)設(shè)定等待時(shí)間T，若接收到N條路徑則等待結(jié)束；若接收路徑小于N，T時(shí)間后等待也結(jié)束；

6)從集合S中查找時(shí)延最短路徑P，MP0=MP0∪{P}，Num(MP0)=Num(MP0)+1，從S中刪除P；

7)若Num(MP0)=Pathm，則完成多徑的選擇；否則，判斷集合S中是否仍有路徑，若有跳轉(zhuǎn)到步驟6)，如無(wú)，則完成計(jì)算。

4 仿真與性能分析

將電力物聯(lián)網(wǎng)前端傳感器網(wǎng)抽像成為一個(gè)1km*1km范圍的區(qū)域，并布置8*8個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，利用在Network Simulator 2平臺(tái)下對(duì)協(xié)議進(jìn)行仿真。假設(shè)，用于數(shù)據(jù)采集的傳感器節(jié)點(diǎn)采用隨機(jī)路點(diǎn)移動(dòng)(RWM)模型，節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度為0-30m/s。測(cè)試區(qū)間場(chǎng)內(nèi)隨機(jī)分布有若干自私節(jié)點(diǎn)，自私丟包節(jié)點(diǎn)丟包率為60%-80%，主要試驗(yàn)參數(shù)如表1所示，在此環(huán)境下對(duì)RMQR、AODV和DSR三種協(xié)議進(jìn)行對(duì)比分析。

表1 仿真參數(shù)設(shè)置

如圖6和7所示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中自私節(jié)點(diǎn)數(shù)目增加時(shí)，三種協(xié)議節(jié)點(diǎn)端到端平均時(shí)延增大且RMQRAODV>DSR。相對(duì)AODV和DSR，RMQR協(xié)議延時(shí)增長(zhǎng)較為緩慢，且RMQR分組交換成功率較高。造成上述性能差異的主要原因在自私節(jié)點(diǎn)丟包率較大難以完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，導(dǎo)致AODV或者DSR中路由發(fā)現(xiàn)耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，而RMQR中有節(jié)點(diǎn)評(píng)估機(jī)制可以剔除自私節(jié)點(diǎn)，同時(shí)可提供多條路徑供路由使用，所以性能比較穩(wěn)定。

圖6 存在自私節(jié)點(diǎn)時(shí)端到端時(shí)延

圖7 存在自私節(jié)點(diǎn)時(shí)組交換成功率

自組織網(wǎng)節(jié)點(diǎn)具有可移動(dòng)性，如圖8中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，AODV、DSR和RMQR端到端延時(shí)都有所增加，當(dāng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度低于8m/s時(shí)，三者差異較小，當(dāng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度繼續(xù)加快時(shí)，RMQR延時(shí)增加較為平緩，主要原因是節(jié)點(diǎn)處于移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)變化，RMQR可以為源節(jié)點(diǎn)提供多條獨(dú)立路徑，不會(huì)因?yàn)槟硢我还?jié)點(diǎn)的斷開(kāi)而影響消息轉(zhuǎn)發(fā)。

圖8 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)端到端時(shí)延

在RMQR協(xié)議仿真中，信譽(yù)度是對(duì)直接、間接信譽(yù)度取權(quán)值修正得到，圖9當(dāng)權(quán)重?取不同值時(shí)，節(jié)點(diǎn)分組轉(zhuǎn)發(fā)成功率也各有差異，因此，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，對(duì)RMQR中節(jié)點(diǎn)評(píng)估權(quán)重進(jìn)行合理調(diào)整。

圖9 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)分組交換成功率

若在電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要采集的數(shù)據(jù)，每次采集時(shí)間間隔為1min。圖10給出了RMQR、AODV和DSR三種協(xié)議下，端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

圖10 接入業(yè)務(wù)后存在自私節(jié)點(diǎn)下的吞吐量

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中自私節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加，RMQR可以提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸吞吐量，多條路徑供路由使用，確實(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，保證了電力業(yè)務(wù)的正常開(kāi)展。

5 總結(jié)

本文針對(duì)自組織網(wǎng)路由的可靠運(yùn)行和QoS保證問(wèn)題，建立了一種基于模糊理論的節(jié)點(diǎn)信任度評(píng)估模型，很好地解決了信譽(yù)度評(píng)估中的不確定性問(wèn)題。仿真結(jié)果驗(yàn)證了RMQR協(xié)議的有效性，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化和存在自私節(jié)點(diǎn)時(shí)能較好提高M(jìn)ANET工作效率，證明了該信譽(yù)度評(píng)估模型的有效性和合理性。在未來(lái)的工作中，將更深入地對(duì)該算法進(jìn)行性能測(cè)試，希望在保證網(wǎng)絡(luò)路由可靠性的同時(shí)，協(xié)議開(kāi)銷可以有所降低，為自組織網(wǎng)提供更好的QoS路由保證。