LLN中基于负载均衡的单路径路由协议

陈苏海，党向盈

(1.徐州工程学院 信电工程学院，江苏 徐州 221000；2.中国矿业大学 信息与控制学院，江苏 徐州 221000)

0 引 言

低功耗有损网络(low power and lossy networks，LLN)[1-5]通过网关或者边界路由器直接与互联网进行数据交互，使得LLN拥有较好的互操作性和灵活性。因此，LLN在工业控制、智能家居和医疗保健等领域拥有较好的应用前景。考虑到LLN广泛的应用场景，国际互联网工程任务组提出了一种适用于LLN网络的IPv6路由协议(IPv6 based routing protocol for LLN，RPL)[6,7]。

当前，学术界已对单路径RPL路由协议展开大量研究。文献[8]仅将传输跳数作为选择最优父节点的路由度量，而未考虑无线链路质量，可能导致网络中链路质量不佳的节点被选作为父节点，从而使数据包的丢包率上升，增大节点的能耗。为了避免将无线链路不佳的节点选作父节点，文献[9]中将数据包的期望传输次数作为选择父节点的判据，却忽略了节点的剩余能量，极有可能将剩余能量不足的节点选作当前父节点，从而加快了此类节点的能量消耗速率，缩短了网络生存时间。为了避免将剩余能量不足的节点选作父节点，文献[10]中将节点的剩余能量作为选择父节点的路由判据，可能导致无线链路质量较差而拥有充足剩余能量的节点被选作为父节点，增加了其子节点丢包重传的次数，从而降低了网络吞吐量和增加了节点能耗。为了避免文献[9]和文献[10]中存在的问题，文献[11]中综合考虑了节点剩余能量和无线链路质量。然而，由于文献[11]未将节点当前缓存占用率考虑在内，一旦遇到突发紧急情况需要传输大量数据时，容易产生网络拥塞，从而严重影响数据的传输。……