Алгоритмы многокритериальной маршрутизации в беспроводных mesh-сетях

Цели. Современные беспроводные mesh-сети предъявляют высокие требования к адаптивности протоколов маршрутизации. Стандартные алгоритмы не всегда способны обеспечить требуемое качество обслуживания (QoS) из-за изменчивости таких параметров, как отношение сигнал/шум, загрузка канала и мобильность узлов.

Методы. Предлагается метод многокритериальной маршрутизации, использующий интегральный критерий качества обслуживания в модифицированном алгоритме Дейкстры.

Результаты. Исследованы результаты маршрутизации в схеме из восьми узлов и в схеме с четырьмя кластерами из пяти устройств. Предложен механизм снижения вероятности ложного отбрасывания маршрута в методе многокритериальной маршрутизации.

Заключение. Разработан итерационный алгоритм настройки весовых коэффициентов, который в сочетании с минимаксным критерием позволяет исключать ложные решения об отсутствии QoS-осуществимого маршрута и получать приемлемые решения для разных профилей трафика. Разработаны двухуровневый подход и алгоритм маршрутизации в кластеризованной сети, обеспечивающие снижение вычислительной сложности и локализацию перерасчета маршрутов при изменении состояния сети – качества радиоканалов или энергосостояния узлов.

1. Al-Karaki, J. N. Routing techniques in wireless sensor networks: a survey / J. N. Al-Karaki, A. E. Kamal // IEEE Wireless Communications. – 2004. – Vol. 11, no. 6. – P. 6–28.

2. Akkaya, K. A survey on routing protocols for wireless sensor networks / K. Akkaya, M. Younis // Ad Hoc Networks. – 2005. – Vol. 3, no. 3. – P. 325–349.

3. Pantazis, N. A. Energy-efficient routing protocols in wireless sensor networks: a survey / N. A. Pantazis, S. A. Nikolidakis, D. D. Vergados // IEEE Communications Surveys & Tutorials. – 2013. – Vol. 15, no. 2. – P. 551–591.

4. LEA-RPL: lightweight energy-aware RPL protocol for internet of things based on particle swarm optimization / S. Mokrani, M. Belkadi, T. Sadoun [et al.] // Telecommunication Systems. – 2025. – Vol. 88, iss. 1, art. 14. – P. 433–454.

5. Alotaibi, M. A. A novel reliable and trust objective function for RPL-based IoT routing protocol / M. A. Alotaibi, S. S. Alwakeel, A. N. Alyahya // Computers, Materials and Continua. – 2025. – Vol. 82, iss. 2. – P. 3467–3497.

6. Листопад, Н. И. Маршрутизация в мультисервисных сетях телекоммуникаций на основе модифицированного алгоритма Дейкстры / Н. И. Листопад, Ю. И. Воротницкий, А. А. Хайдер // Вестник БГУ. Серия 1. – 2015. – № 1. – С. 70–76.

7. Многокритериальная маршрутизация информационных потоков / Н. И. Листопад, Ю. И. Воротницкий, В. В. Бортновский, А. А. Хайдер // Проблемы физики, математики и техники. – 2017. – № 2(31). – С. 84–90.

8. A scalable approach to QoS-aware self-adaptation in service-oriented architectures / V. Cardellini, E. Casalicchio, V. Grassi [et al.] // Proc. of 6th Intern. ICST Conf. on Heterogeneous Networking for Quality, Reliability, Security and Robustness, Q Shine 2009 and 3rd Intern. Workshop on Advanced Architectures and Algorithms for Internet Delivery and Applications, AAA-IDEA 2009, Las Palmas, Gran Canaria, 23–25 Nov. 2009. – Berlin, Heidelberg, N. Y., 2009. – P. 431–447.

9. Mahmoud, W. A. A proposal algorithm to solve delay constraint least cost optimization problem / W. A. Mahmoud, D. J. Kadhim // Journal of Engineering. University of Baghdad. – 2013. – Vol. 19, no. 1. – Р. 155–160.

10. Dijkstra, E. W. A note on two problems in connexion with graphs / E. W. Dijkstra // Numerische Mathematik. – 1959. – Vol. 1. – P. 269–271.