Tính hỗn độn về năng lượng truyền của mạng ad hoc được đặc tính hóa bằng các liên kết bất đồng bộ. Các nút có năng lượng truyền thấp có khả năng nhận tín hiệu từ các nút có năng lượng truyền cao nhưng điều này chưa chắc đã được thực hiện ở chiều ngược lại. Điều này là một thử thách đối với tiến trình khám phá đường trong các giao thức định tuyến. Giao thức AODV đã được thiết kế dành cho mạng ad hoc với yêu cầu các liên kết phải hoạt động song phương. Cơ chế DCF của IEEE 802.11 chỉ kiểm tra tính song phương của liên kết bằng cách thực hiện tiến trình bắt tay RTS-CTS. Khi các gói RREQ của AODV được truyền kiểu quảng bá, sự xuất hiện của các liên kết một chiều (bất đồng bộ) sẽ không được phát hiện và quá trình truyền gói RREP dọc theo đường nghịch có các liên kết một chiều sẽ thất bại. Hình 2 minh họa vấn đề này.
Tiến trình khám phá đường từ nút A tới nút B sẽ bị thất bại khi gói RREP từ đích B không tới được nút A. Vì trong giao thức AODV, nút nhận chỉ xử gói RREQ đầu tiên mà nó nhận được từ một nút nguồn nên nút B sẽ không đáp ứng lại khi mà nó nhận được gói RREQ được chuyển tiếp qua nút C. Nếu có nhiều hơn 2 nút có năng lượng truyền thấp dọc theo con đường ngắn nhất từ nút đích tới nút nguồn, tiến trình tìm đường của AODV sẽ thất bại bởi vì giao thức AODV chỉ cho phép thử truyền lại 2 lần gói RREQ.
RREQ
RREP
A B
Hình 2.2. Tiến trình truyền RREP thất bại
Hai kỹ thuật có tên là Blacklisting và Hello được sử dụng để loại bỏ các liên kết một chiều trong các phiên bản của giao thức AODV. Kỹ thuật Hello tự động loại bỏ các liên kết một chiều bằng các định kỳ trao đổi gói tin Hello. Tuy nhiên, việc trao đổi các gói tin Hello có kích thước lớn theo chu kỳ gây ra sự lãng phí về băng thông. Trong kỹ thuật Blacklist, khi một nút phát hiện việc truyền gói RREP bị lỗi, nó chèn thông tin chặng kế tiếp mà nó không gửi được gói RREP đến vào một tập hợp gọi là “Blacklist” để đánh dấu liên kết này là liên kết một chiều. Kỹ thuật này trở nên thiếu hiệu quả khi có nhiều liên kết một chiều vì các liên kết này được lặp đi lặp lại đưa vào danh sách “Blacklist”. Kỹ thuật này yêu cầu nhiều thời gian khám phá đường hơn nếu có nhiều liên kết một chiều trên đường ngắn nhất.
Cách tiếp cận theo thiết kế xuyên tầng được đề xuất ở đây phát hiện và loại bỏ các liên kết một chiều trong pha quảng bá gói RREQ. Nó sẽ tự tìm ra một đường hai chiều trong lần quảng bá RREQ đầu tiên nếu đường này tồn tại. Cách tiếp cận này dựa vào cơ sở tính toán độ chênh lệch năng lượng truyền và nhận tín hiệu gói RREQ và đánh giá năng lực của nút nhận trong quá trình chuyển tiếp gói RREP tới nút nhận của liên kết. Đây là sự tích hợp của việc ra quyết định chọn đường tại tầng mạng với thông tin cường độ tín hiệu tại tầng Vật lý. Với khả năng truy cập thông tin cường độ tín hiệu nhận gói RREQ, tầng định tuyến hoàn toàn có thể nhận biết một liên kết là đồng bộ hay không để đảm bảo rằng gói RREP sẽ được truyền thành công. Nếu xuất hiện liên kết một chiều, tầng định tuyến sẽ đơn giản ra quyết định hủy gói RREQ. Điều này tạo ra cơ hội cho các gói RREQ khác đi qua các liên kết đồng bộ để hoàn thành tiến trình khám phá đường.
Trong thiết kế này, khi một nút chuyển tiếp một gói RREQ, nó chèn năng lượng truyền (PT) của nó vào một trường bổ sung trong gói RREQ. Nút nhận
gói RREQ đo cường độ tín hiệu nhận gói (PR) và truyền thông tin này tới tầng định tuyến. Độ chênh lệch cường độ tín hiệu truyền và nhận gói RREQ được nút nhận tính toán. Nút nhận sẽ so sánh giá trị ngưỡng nhận của nút gửi (có thể được truyền kèm theo gói RREQ) để xác định liên kết hiện tại là một chiều hay hai chiều. Nếu cường độ tín hiệu truyền lớn hơn tổng của độ chênh lệch cường độ và ngưỡng nhận của nút gửi thì nút nhận sẽ xác định đây là liên kết hai chiều và nút nhận có thể với tới nút gửi gói RREQ trong đường nghịch để chuyển tiếp gói RREP. Tiếp theo, nó sẽ xử lý gói RREQ theo tiến trình hoạt động bình thường của giao thức AODV và thay thế giá trị của trường năng lượng truyền trong gói RREQ bằng năng lượng truyền của mình trước khi chuyển tiếp gói RREQ. Ngược lại, nút nhận chỉ đơn giản sẽ hủy bỏ gói RREQ và liên kết một chiều này sẽ bị từ chối trong pha chuyển tiếp gói RREQ. Điều này sẽ giúp cho tiến trình quảng bá gói RREQ từ nút nguồn tới được nút đích qua một con đường chỉ chứa các liên kết hai chiều.