隱式IPv6 路由高速轉發路由探測算法

韓紅章，史培中，王 堯，呂 萍

（江蘇理工學院計算機工程學院，江蘇常州 213001）

0 引言

在隱式IPv6 網絡中，通過無線傳感通信組網方法進行數據轉發和鏈路輸出控制，提高其數據傳輸及控制能力［1］。由于網絡內節點分散在不同信道，使得在單信道下容易實現的廣播問題變得困難，對網絡通信信道造成干擾，被動測向系統通過天線陣接收來波信號獲得輻射源的角度信息。接收天線在接收輻射源信號的同時還會接收其他物體的反射信號，形成多徑現象，影響多徑特征，導致隱式IPv6 網絡在數據轉發過程中的鏈路均衡性差，需進行隱式IPv6 網絡轉發優化控制設計，提高其轉發效率。研究隱式IPv6 網絡能耗均衡控制和鏈路轉發協議，在優化隱式IPv6 網絡組網設計方面具有重要意義［2］。

隱式IPv6 網絡的路由轉發協議設計和數據輸出預測是建立在對網絡信道均衡設計基礎上，結合隱式IPv6 網絡鏈路均衡控制模型，進行網絡優化輸出控制，提高其鏈路轉發性能。對隱式IPv6 網絡路由高速轉發協議設計技術研究的傳統方法主要有基于恒模算法調制的隱式IPv6 網絡轉發遷移控制方法、基于空間網格均衡的隱式IPv6 網絡轉發控制方法等［3-4］，結合對隱式IPv6 網絡傳輸流量序列的特征提取和大數據挖掘，實現對隱式IPv6 網絡優化轉發設計。上述方法轉發速率低，數據轉發均衡性差，輸出誤碼率高［5］。針對以上問題，本文提出隱式IPv6 路由高速轉發路由探測算法。

1 隱式IPv6 路由轉發的節點定位及均衡控制

1.1 隱式IPv6 網絡路由轉發的節點定位模型

為實現隱式IPv6 網絡的路由轉發協議設計，需構建該網絡的節點定位模型。通過傳輸信道輸出模型分析鏈路均衡結構，采用隨機鏈路均衡控制方法，結合自適應隨機鏈路轉發控制協議，完成隱式IPv6 網絡的節點定位模型設計。在路由選擇和定位過程中，采用自適應路由轉發控制協議，其中，隱式IPv6 網絡移動節點效用度量是度量節點的連通性指標［6］，能以此為根據進行路由轉發控制和輸出最優節點控制。對隱式IPv6 網絡的路由輸出節點i構建Source 與Sink 節點自主定位模型，得到輸出時間間隔Tf；在網絡通信覆蓋區域，隱式IPv6 網絡節點的發射功率帶寬為L，網絡定位的bit數Ts＝LTf，考慮隱式IPv6 網絡相鄰節點剩余能量，采用傳遞能量均衡控制方法，得到網絡輸出節點i在簇頭節點的功率損耗

式中：Q為鏈路個數；m為路由節點數；bi為隱式IPv6路由高速數據轉發的全網能量均衡度；Tc為每個簇頭節點幀所分碼片；αi和τi分別為隱式IPv6 網絡的多路路由轉發的幅值和時延，i∈［1，m－1］，τ1＜τ2＜…＜τm－1。結合自適應鏈路轉發控制方法［7］，得到隱式IPv6 網絡的串行鏈路轉發控制協議

式中：Ee為隱式IPv6 網絡鏈路l端節點能量分布值；εf為自由空間模型放大電路的能量損耗；εm為多徑衰減模型放大電路的能量損耗。

在傳輸距離d小于閾值d0的情況下，隱式IPv6網絡串行鏈路節點輸出統計特征量ni的負載

式中，d（ni，nj）為ni與nj之間的距離。

在傳輸距離d不小于閾值d0的情況下，隱式IPv6網絡串行鏈路節點的輸出統計特征量nj的負載

根據串行鏈路節點簇頭和與Sink的距離，實現對隱式IPv6 網絡節點的優化定位，得到節點定位輸出總能量

根據上述分析，隱式IPv6 路由轉發的節點定位部署模型圖，如圖1 所示。

圖1 隱式IPv6網絡的節點定位部署模型

通過構建隱式IPv6 網絡的路由轉發節點定位模型，實現隱式IPv6 網絡的路由轉發協議的基本設計，在此基礎上需對其進行鏈路信道均衡控制。

1.2 隱式IPv6 路由轉發的鏈路信道均衡控制

在構建隱式IPv6 路由轉發的節點定位部署模型基礎上，結合波特間隔均衡方法進行隱式IPv6 網絡流量傳輸的鏈路均衡控制。根據流量動態遷移特性，得到隱式IPv6 的節點分布圖拓撲結構；在隱式IPv6 網絡的路由節點終端，采用聯合功耗測試方法［8］，構建隱式IPv6 網絡的隨機鏈路轉發模型，得到隱式IPv6網絡的模糊控制目標函數：

式中：Eres為收發器的能量消耗；Einit為隱式IPv6 網絡的路由節點剩余能量；ru為簇頭節點度；G為常數。

當隱式IPv6 網絡的碼元定時采樣的簇頭節點的度置ru為0，發送節點與接收節點的模糊功耗特征分布滿足d0時，所有隱式IPv6 網絡簇內節點模糊均衡控制的特征矩陣

在模糊聚類中心，將隱式IPv6 網絡的節點輸出鏈路矩陣SN×L與節點接收bit數據的能量消耗矩陣TN×L相融合，由此得到隱式IPv6 網絡的高速路由轉發的均衡控制學習函數

式中：K（i）為簇內剩余節點剩余能量；F為節點的成功發送率。

隱式IPv6 網絡相干性關聯檢測的輸出碼元序列

構建隱式IPv6 網絡流量的空間采樣模型，結合負載均衡控制方法，得到隱式IPv6 網絡的鏈路信道均衡控制模型

式中：o為隱式IPv6 網絡存儲介質OD對w間路徑k上傳播損失；δ為鏈路信道關聯度；ET為鏈路信道控制周期T內的能量值。結合自適應的空間網格控制協議，進行信道控制和自適應調度［9］。

2 網絡高速轉發優化設計

2.1 隱式IPv6 路由轉發的調度

在構建隱式IPv6 路由轉發的節點定位部署模型，并采用波特間隔均衡控制方法進行隱式IPv6 路由轉發鏈路信道均衡設計的基礎上，進行隱式IPv6 路由高速轉發路由探測的優化設計。本文提出隱式IPv6 路由高速轉發路由探測算法。采用波特間隔均衡控制方法進行鏈路信道均衡設計［10］，提取隱式IPv6 路由高速數據轉發的統計特征量

式中，CT′為隱式IPv6 路由高速數據轉發最小代價值。

在隱式IPv6 網絡的鏈路層中進行網絡輸出流量的負載相干關聯檢測，給出隱式IPv6 網絡的隨機負載分配

式中：Fk為統計特征值；k為某個網絡端口標記號；Rw為網絡端口總數量。

隱式IPv6 網絡高速轉控法控制的互信息

式中，rm為所有輸出端口的測度距離。

采用負載均衡調度方法進行隱式IPv6 網絡的輸出信道傳輸過程的穩態控制，得到隱式IPv6 網絡路由高速轉發的迭代方程

式中：fij（n）為隱式IPv6 網絡路由中節點n高速轉發鏈路負載；μM為鏈路隨機分配的初始負載。根據上述算法和模型設計，實現了隱式IPv6 網絡的路由高速轉發的自適應調度。

2.2 隱式IPv6 路由高速轉發路由探測

采用鏈路隨機分配方法進行隱式IPv6 網絡的流量動態遷移控制和高速轉發的路由探測協議設計。在全網負載均衡調度模型下，結合碼元分布式傳輸調度和自適應均衡方法進行碼元隨機擴頻處理［12］，得到隱式IPv6 網絡擴頻輸出的負載

構建貫序自適應預測方法進行隱式IPv6 路由的探測，根據關聯規則融合性調度方法實現對隱式IPv6路由轉發的能耗均衡控制和鏈路轉發協議優化設計［13］，得到能耗均衡控制的迭代式

對各支路的輸出流量進行優化控制，利用節點魯棒系數和能耗均衡控制的迭代獲取能耗整體控制函數

式中，φk為節點魯棒系數。采用分集判決反饋均衡技術，得到隱式IPv6 網絡傳輸信道的動態遷移控制調度模型

式中：ω0為隱式IPv6 網絡的輸出流量貫序采樣權重；θ為帶寬利用率；Tp為時間窗口函數。

分別對r1（n）和r2（n）進行（N－1）／2 點進行多維尺度分解，隱式IPv6 網絡的路由傳遞概率模型

式中：Ak為隱式IPv6 網絡節點通信負載魯棒性感知系數；為隱式IPv6 網絡中流量負載特征分量。

根據隱式IPv6 網絡的路由傳遞概率模型，進行隱式IPv6 網絡的模糊控制和自適應鏈路轉發，實現路由協議的優化

結合簇頭節點與Sink 通信的網絡路由節點的線性組合特征分布，采用能耗均衡控制和鏈路轉發協議優化設計方法，實現隱式IPv6 路由高速轉發路由探測［15］。改進模型的實現流程如圖2 所示。

圖2 模型實現流程

通過上述步驟完成隱式IPv6 路由高速轉發路由探測算法。為證明該方法的可行性及有效性，需對其進行仿真。

3 仿真分析

為驗證本文方法在實現隱式IPv6 路由高速轉發中的應用性能，采用Matlab 設計，隱式IPv6 網絡模型建立在OMNet ＋＋環境中。采用C 語言進行隱式IPv6網絡的路由探測算法設計，設定網絡的轉發帶寬為Nf，初始路由節點的規模集m＝32，數據轉發的采樣時間間隔為200 ns，路由能耗周期性分布間隔為Tb＝3 ns，隱式IPv6 網絡數據傳輸速率為12 Mb／s，其他仿真參數設定構建見表1。

表1 仿真參數設定

根據上述仿真環境和參數設定，進行隱式IPv6 路由高速轉發路由探測設計，得到隱式IPv6 路由傳輸的初始數據、均衡輸出數據以及轉發的碼元誤差仿真結果如圖3 所示。

圖3 隱式IPv6路由轉發數據仿真結果

分析圖3 結果得知，本文方法以隱式IPv6 路由高速轉發路由轉發碼元誤差作為測量精度的衡量指標。在實驗中，每探測到一個路由節點，采用能耗均衡控制和鏈路轉發協議優化設計方法，對其進行以此數據轉發均衡調整，相比未均衡的輸出數據，采用本文方法進行隱式IPv6 路由高速轉發路由探測的輸出均衡性好，誤碼低，鏈路均衡性好。

測試不同方法進行隱式IPv6 路由高速轉發的輸出誤碼率，得到對比結果如圖4 所示。

圖4 數據轉發的誤碼率對比

分析圖4 得知，在隱式IPv6 信道延遲展寬保持不變時，每次提升信道信噪比約2 dB。在實驗期間，文獻［5-6］方法數據轉發的誤碼率均高于本文方法的數據轉發誤碼率，且本文方法的誤碼率始終低于25%。因此可以得出：隱式IPv6 路由高速轉發路由探測算法在路由轉發上更具優勢。

4 結語

在隱式IPv6 網絡中，受到網絡通信信道的干擾以及多徑特征的影響，導致隱式IPv6 網絡在數據轉發過程中的鏈路均衡性差，為此本文提出隱式IPv6 路由高速轉發路由探測算法，提高IPv6 網絡數據的轉發能力。

該算法通過構建隱式IPv6 路由轉發的節點定位模型，采用波特間隔均衡控制方法進行鏈路信道均衡設計，根據融合性調度方法控制其能耗，對鏈路轉發協議進行優化設計，實現隱式IPv6 路由高速轉發路由探測。仿真分析表明，本文方法進行隱式IPv6 網絡的轉發控制的均衡性較好，誤碼率較低，鏈路均衡性好。未來階段，為得到更適合隱式IPv6 的通信信道模型，以便為路由高速轉發設計提供依據，進行隱式IPv6 信道傳播特性的測量分析，在此基礎上設計更為合適的模型參數，進一步提升轉發率。

把教育擺在優先發展的戰略地位。教育優先發展是黨和國家提出并長期堅持的一項重大方針。各級黨委和政府要把優先發展教育作為貫徹科學發展觀的基本要求，切實保證經濟社會發展規劃優先安排教育發展，財政資金優先保障教育投入，公共資源優先滿足教育和人力資源開發需要。充分調動全社會力量關心和支持教育，完善社會力量出資興辦教育的體制和政策，不斷提高社會資源對教育的投入。

摘自《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》