CN109327255B - 一种用于无人机自组网的路由方法及系统 - Google Patents
一种用于无人机自组网的路由方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于无人机自组网的路由方法及系统,其中,该用于无人机自组网的路由方法包括如下步骤:根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。方法可以保证数据从源节点发送到目标节点过程中数据传输的稳定性,充分发挥了无人机的空中优势,保障了数据传输的连续有效性和及时性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无人机自组网的路由方法,同时涉及用于实现该方法的路由系统,属于无人机自组网技术领域。
背景技术
搜索无人机可以应用于许多救援场合。搜索的目的就是在目标区域检查幸存者。利用搜索无人机可以将目标区域的信息实时传输给控制中心,使救援人员能够在下一步采取适当行动快速完成任务。因此搜索无人机的研究具有重要的实用价值,近年来受到了美国、日本、澳大利亚、中国等国家的高度重视。
执行搜索任务的无人机在一定空域范围内随机移动。当网络基础设施因自然灾害而无法使用时,利用无人机自组网可以及时把现场视频数据传输给基地。
然而无人机节点的高速移动会带来网络拓扑的剧烈变化,传统自组网协议无法直接应用。而且搜索无人机自组网不同于传统自组网(AdHoc)网络,搜索无人机自组网的节点数量一般会比较少,需要一种新的适用于无人机自组网特点的路由策略。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于无人机自组网的路由方法。
本发明所要解决的另一技术问题提供一种用于无人机自组网的路由系统。
为实现上述发明目的,本发明采用下述的技术方案:
根据本发明实施例的第一方面,一种用于无人机自组网的路由方法及方法,包括如下步骤:
根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;
在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;
检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。
其中较优地,如果选择的中间节点存储的路由信息表中不存在到达目的节点的目标路由信息,还包括如下步骤:
根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,继续检测选择的所述第二个中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。
其中较优地,从源节点逐层向目的节点发送数据之前,还包括如下步骤:
检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表。
其中较优地,检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表,包括如下步骤:
S11,检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则转向步骤S12;
S12,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择1个邻居节点作为临时目的节点;
S13,检测临时目的节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;如果存在,则从源节点逐层向目的节点发送数据;数据全部达到目的节点时,由目的节点发送一个确认并更新初始节点存储的路由信息表;否则转向步骤S14;
S14,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择另一邻居节点作为临时目的节点重复步骤S13,直至选择的临时目的节点存储的路由信息表中存在能到达目的节点的路由信息。
其中较优地,在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点,包括如下步骤:
将转发节点所有邻居节点依次作为当前计算节点;根据源节点到当前计算节点的跳数和当前计算节点到目的节点的估计距离得到转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值;
将转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值按照大小进行排序,选择服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
其中较优地,计算服务质量启发式函数值采用如下公式:
其中,ki为系数,Route load(e)代表当前计算节点到源节点的路由跳数,TimeDelay(e)代表代表当前计算节点到目标节点的延迟估计,e是中继节点,s是起点,d是终点。
其中较优地,如果存在多个服务质量启发式函数值相等的最小值,则随机选择一个服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种用于无人机自组网的路由系统,包括处理器和存储器;所述存储器上存储有可用在所述处理器上运行的计算机程序,当所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下步骤:
根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;
在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;
检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。
其中较优地,当选择的中间节点存储的路由信息表中不存在到达目的节点的目标路由信息时,所述计算机程序被所述处理器执行时还实现如下步骤:
根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,继续检测选择的所述第二个中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。
其中较优地,从源节点逐层向目的节点发送数据之前,所述计算机程序被所述处理器执行时还实现如下步骤:
检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表。
本发明所提供的用于无人机自组网的路由方法,从源节点逐层向目的节点发送数据;在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;然后,检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。该方法可以保证重要数据的接收质量,充分发挥了无人机的空中优势,保障了数据传输的连续有效性和及时性。
附图说明
图1为本发明所提供的一个实施例中,无人机自组网布局的分布示意图;
图2为本发明所提供的用于无人机自组网的路由方法的流程图;
图3为本发明所提供的用于无人机自组网的路由系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
本发明实施例公开了一种基于无人机自组网的路由算法,以实现无人机通过自组网传输高质量多媒体数据,建立持久链路以减少开销和数据传输时延,从而充分发挥了无人机的空中优势,保障了数据传输的连续有效性和及时性。
如图1所示为本发明所提供的实施例中,无人机自组网布局的分布示意图。
该节点网络图,是一个由在监控区域部署的n个移动节点(搜索无人机)组成的网络。每个节点都有一个单独的标识,这些节点用动态图G(V;E)表示,其中顶点V=v1;v2;....vn;表示一个有限的节点集合,边E=e1;e2;....用于表示在移动节点之间建立的有限的无线链路(vi,vj)。我们假设一个网络场景由一个静态节点和N个移动节点组成,静态节点配备了一个无线电收发器,一个图像解码器,以及无限的能源供应。每个移动节点vi配备有链路质量测量芯片、相机、图像编码器、无线电收发器和有限的能量供应。
根据本发明所提供的用于无人机自组网的路由方法,每一个无人机所获得的视频或图像信息都能通过无线网络达到实时共享。如图1所示,若无人机V1发现伤者并要与移动地面站通信,向移动地面站传回伤者位置和图像信息,由于通信距离有限,需要借助其它临近节点逐跳地将数据转发给终点V0。由各个无人机节点运行媒体访问控制和路由算法自动完成,无需任何其它设施。
如图2所示,本发明所提供的用于无人机自组网的路由方法,包括如下步骤:首先,根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;然后,检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。否则,根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,重复上述步骤,直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。下面对这一过程做详细具体的说明。
S1,根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据。
在本发明所提供的实施例中,无人机自组网中的每一个节点创建一个路由信息表来保存预定范围内邻居节点的位置信息。需要说明的是本方案中预定范围可以为1跳或者2跳,每跳的距离为节点的有效传播半径。源节点向目的节点发送数据时将源节点作为初始节点。
在本发明所提供的实施例中,从源节点逐层向目的节点发送数据之前,还包括如下步骤:
检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表。具体包括如下步骤:
S11,检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则转向步骤S12;
S12,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择1个邻居节点作为临时目的节点。
S13,检测临时目的节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;如果存在,则从源节点逐层向目的节点发送数据。数据全部达到目的节点时,由目的节点发送一个确认并更新初始节点存储的路由信息表;否则转向步骤S14。
S14,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择另一邻居节点作为临时目的节点重复步骤S13,直至选择的临时目的节点存储的路由信息表中存在能到达目的节点的路由信息。
具体的,当源节点中没有存在有效的目标路由信息时,源节点会创建路由创建信息,将该路由创建信息发送至1个邻居节点。该邻居节点接收到路由创建信息后,若未找到有效的目标路由信息则返回一个通知,由另一个邻居节点寻找目标路由信息,直至找到发往目的节点的路由信息为止。
因此在这个过程中,路由信息表中应包括当前使用节点的邻居信息和当前使用节点能创建完整的从当前使用节点到目的节点的路径信息。源节点会根据收到的数据包构建从起点到终点的持久链路,将数据包沿新建链路发送到终点(目的节点)。
S2,在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点。
当所选路径上路由失效时,受影响的节点就要重新寻找路由。如图1所示,转发路径V1→V2→V0上的节点V2由于距离V0太远的关系导致路由失效,此时V2将重新选取中间结点。根据本方案提供的路由算法,经过计算函数启发值,重新选取V2→V3→V0作为转发路径并更新路由表。
此时数据传输就自动切换到V1→V2→V3→V0这一转发路径上,这样就保证了通信和数据传递。实现了自组网的抗毁伤和自愈合功能。
具体的,起点、终点确定以后,如何选择确定下一步路由是由它的服务质量启发式函数决定的,即在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点(在进行服务质量启发式函数值计算时,每一个在计算的邻居节点均称为当前计算节点)的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点。其中,节点的服务质量启发式函数是一种以源节点到当前计算节点的跳数和当前计算节点到目的节点的估计距离作为参数的函数。在数据发送过程中,如果当前计算节点所选路径上路由失效,则计算当前计算节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点,具体包括如下步骤:
S21,将转发节点所有邻居节点依次作为当前计算节点,根据源节点到当前计算节点的跳数和当前计算节点到目的节点的估计距离得到转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值。
在本发明所提供的实施例中,设计了一个基于服务质量的启发式函数f(x),设x为当前计算节点,那么相应的服务质量启发式函数就是:
其中,ki为系数,Route load(e)代表当前计算节点到源节点的路由跳数,TimeDelay(e)代表代表当前计算节点到目标节点的延迟估计,e是中继节点,s是起点,d是终点。
其中,路由负担,为源节点到当前计算节点的跳数,即当前链路节点数;延迟估计,为路由实际传输距离估计,因为距离直接影响链路质量和跳数。地理位置朝向目的地的节点具有较大优势;路由中继信息包括源节点地址信息、途经的转发节点的地址信息以及目标地址信息。
S22,将转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值按照大小进行排序,选择服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
在本发明所提供的实施例中,如果存在多个服务质量启发式函数值相等的最小值,则随机选择一个服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
具体的,如果根据初始节点路由表中的路由信息无法创建完整的从源节点到目的节点的路径信息,则随机选取1个邻居节点作为当前计算节点,根据当前计算节点的位置信息,计算起点到当前计算节点的跳数和当前计算节点到终点的估计距离作为服务质量启发式函数值,选取服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点继续寻找目标路由信息,直到完整地从源节点到目的节点的路径信息被构建完成。
S3,检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。
在本发明所提供的实施例中,将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据时,还可以包括如下步骤:
检测该下一跳节点的链路质量,当链路质量低于阀值ω(εj)bad时,当前节点就必须丢弃接收到的数据包,选择基于竞争的模式转发数据。当链路质量高于阀值ω(εj)good时,选择该链路作为持久链路传输数据。对于链路质量介于ω(εj)bad和ω(εj)good之间的链路,判断当前节点的电量,只有它具有足够的电量来转发后续的视频数据包,该节点才可以成为候选者,进行数据的传输;否则,继续根据服务质量启发式函数值寻找中间节点。其中,两个阀值,ω(εj)bad和ω(εj)good根据链路提供的视频质量等级来定义。
源节点的邻居节点以竞争的方式转发接收到的数据包,是通过邻居节点计算每条链路的通信质量LQos(1)来实现的。其中包括系数(α,β)以赋予每个度量的重要性,并且系数之和等于1。源节点选择邻居节点作为中继节点。每个中继节点不必立即转发接收到的数据包,而是必须计算间隔[0,LQosmax]中的LQos值,根据LQos值启动计时器,并等待此计时器到期以转发收到的数据包。这样,生成最小LQos的中继节点将在数据包头中替换源节点的位置,并首先转发数据包。
LQos=LQosmax×(α×linkQuality+β×queueLength)
本发明中队列策略使用先入先出(FIFO)算法调度数据包传输,并使用尾部算法丢弃数据包以防止缓冲区溢出。
接收信号强度或信噪比等,这些通常用于估计每个接收数据包的链路质量。该队列长度queueLength为节点具有最大队列容量和当前队列长度的队列信息的比值。避免选择具有繁重业务量的节点来建立持久链路。可以防止缓冲区溢出,最大限度地减少数据包丢失,延迟并提供负载平衡。通过检测该下一跳节点的链路质量,来进一步判断是否连接,提高了路由过程中链路的稳定性。
在本发明所提供的实施例中,如果选择的中间节点存储的路由信息表中不存在到达目的节点的目标路由信息;还包括如下步骤:
S4,根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;重复上述步骤S3,直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。
如果选择的中间节点存储的路由信息表中不存在到达目的节点的目标路由信息;则根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,该二个中间节点按照服务质量启发式函数值的大小进行选择,其值与第一个中间节点的服务质量启发式函数值相同或者仅大于第一个中间节点的服务质量启发式函数值。检测选择的第二个中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将该第二个中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点;否则继续选择中间节点,直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。
综上所述,本发明所提供的用于无人机自组网的路由方法,根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;然后,检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。该方法可以保证数据从源节点发送到目标节点过程中数据的有效传输,确保接收数据的质量,同时保证了数据传输的稳定性。
本发明还提供了一种用于无人机自组网的路由系统。如图3所示,该系统包括处理器32以及存储有处理器32可执行指令的存储器31;
其中,处理器32可以是通用处理器,例如中央处理器(CPU),还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC),或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
其中,存储器31,用于存储程序代码,并将该程序代码传输给CPU。存储器31可以包括易失性存储器,例如随机存取存储器(RAM);存储器31也可以包括非易失性存储器,例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘;存储器31还可以包括上述种类的存储器的组合。
具体地,本发明实施例所提供的一种空间定位系统,包括处理器32和存储器31;存储器31上存储有可用在处理器32上运行的计算机程序,当计算机程序被处理器32执行时实现如下步骤:
根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;
在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;
检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。
其中,当选择的中间节点存储的路由信息表中不存在到达目的节点的目标路由信息时,计算机程序被处理器32执行时还实现如下步骤;
根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,继续检测选择的所述中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。
其中,从源节点逐层向目的节点发送数据之前,当计算机程序被处理器32执行时还实现如下步骤;
检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表。
其中,当检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表,计算机程序被处理器32执行时实现如下步骤;
S11,检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则转向步骤S12;
S12,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择1个邻居节点作为临时目的节点;
S13,检测临时目的节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;如果存在,则从源节点逐层向目的节点发送数据。数据全部达到目的节点时,由目的节点发送一个确认并更新初始节点存储的路由信息表;否则转向步骤S14;
S14,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择另一邻居节点作为临时目的节点重复步骤S13,直至选择的临时目的节点存储的路由信息表中存在能到达目的节点的路由信息。
其中,在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点,当计算机程序被处理器32执行时实现如下步骤;
将转发节点所有邻居节点依次作为当前计算节点;根据源节点到当前计算节点的跳数和当前计算节点到目的节点的估计距离得到转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值;
将转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值按照大小进行排序,选择服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
其中,当计算机程序被处理器32执行时实现如下步骤;
计算服务质量启发式函数值采用如下公式:
其中,ki为系数,Route load(e)代表当前计算节点到源节点的路由跳数,TimeDelay(e)代表代表当前计算节点到目标节点的延迟估计,e是中继节点,s是起点,d是终点。
其中,当计算机程序被处理器32执行时实现如下步骤;
如果存在多个服务质量启发式函数值相等的最小值,则随机选择一个服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器,从而使处理器能够从该存储介质读取信息,且可向该存储介质写入信息。当然,存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外,该ASIC可以位于用户设备中。当然,处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。
上面对本发明所提供的用于无人机自组网的路由方法及系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言,在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都将构成对本发明专利权的侵犯,将承担相应的法律责任。
Claims (9)
1.一种用于无人机自组网的路由方法,其特征在于包括如下步骤:
根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;
在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;采用如下公式计算所述服务质量启发式函数值:
其中,x为当前计算节点,ki为系数,RouteLoad(e)代表当前计算节点到源节点的路由跳数,TimeDelay(e)代表当前计算节点到目标节点的路由实际传输距离估计,e是中继节点,s是起点,d是终点;
检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。
2.如权利要求1所述的用于无人机自组网的路由方法,其特征在于如果选择的中间节点存储的路由信息表中不存在到达目的节点的目标路由信息,还包括如下步骤:
根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,继续检测选择的所述第二个中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。
3.如权利要求2所述的用于无人机自组网的路由方法,其特征在于从源节点逐层向目的节点发送数据之前,还包括如下步骤:
检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表。
4.如权利要求3所述的用于无人机自组网的路由方法,其特征在于检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表,包括如下步骤:
S11,检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则转向步骤S12;
S12,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择一个邻居节点作为临时目的节点;
S13,检测临时目的节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;如果存在,则从源节点逐层向目的节点发送数据;数据全部达到目的节点时,由目的节点发送一个确认并更新初始节点存储的路由信息表;否则转向步骤S14;
S14,根据初始节点的位置信息和路由信息表随机选择另一邻居节点作为临时目的节点重复步骤S13,直至选择的临时目的节点存储的路由信息表中存在能到达目的节点的路由信息。
5.如权利要求1所述的用于无人机自组网的路由方法,其特征在于在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点,包括如下步骤:
将转发节点所有邻居节点依次作为当前计算节点;根据源节点到当前计算节点的跳数和当前计算节点到目的节点的估计距离得到转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值;
将转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值按照大小进行排序,选择服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
6.如权利要求5所述的用于无人机自组网的路由方法,其特征在于:
如果存在多个服务质量启发式函数值相等的最小值,则随机选择一个服务质量启发式函数值最小的节点作为中间节点。
7.一种用于无人机自组网的路由系统,其特征在于包括处理器和存储器;所述存储器上存储有可用在所述处理器上运行的计算机程序,当所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下步骤:
根据路由信息表,从源节点逐层向目的节点发送数据;
在数据发送过程中,如果转发节点所选路径上路由失效,则计算转发节点所有邻居节点的服务质量启发式函数值,根据服务质量启发式函数值选择中间节点;采用如下公式计算所述服务质量启发式函数值:
其中,x为当前计算节点,ki为系数,RouteLoad(e)代表当前计算节点到源节点的路由跳数,TimeDelay(e)代表当前计算节点到目标节点的路由实际传输距离估计,e是中继节点,s是起点,d是终点;
检测选择的中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;若存在,则将中间节点作为下一跳节点,继续逐层向目的节点发送数据,直到数据全部达到目的节点。
8.如权利要求7所述的用于无人机自组网的路由系统,其特征在于,当选择的中间节点存储的路由信息表中不存在到达目的节点的目标路由信息时,所述计算机程序被所述处理器执行时还实现如下步骤:
根据服务质量启发式函数值选择第二个中间节点,继续检测选择的所述第二个中间节点存储的路由信息表中是否存在到达目的节点的目标路由信息;直至选择的中间节点存储的路由信息表中存在到达目的节点的目标路由信息。
9.如权利要求7所述的用于无人机自组网的路由系统,其特征在于,从源节点逐层向目的节点发送数据之前,所述计算机程序被所述处理器执行时还实现如下步骤:
检测初始节点存储的路由信息表中是否存在能到达目的节点的路由信息;若存在,则根据路由信息表,从源节点向目的节点发送数据;否则;找到初始节点到目的节点的新路径,更新路由信息表。
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