飞行自组网中基于网络连通性的副本自适应转发路由方法

文档序号:26147517发布日期:2021-08-03 14:34阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种飞行自组网中基于网络连通性的副本自适应转发路由方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1:记飞行自组网的节点数量为n,每个节点分别维护一个投递预测值表,用于记录该节点到其他节点的投递预测值;每个节点在加入飞行自组网时将其与其他节点的投递预测值初始化为0,并为每个投递预测值设置一个计时器进行计时;

每个节点会周期性地更新其投递预测值表,具体方法为:节点广播节点发现消息,其他节点在接收到该节点发现消息后会向其反馈投递预测值表;记节点发现消息的源节点为节点i,i=1,2,…,n,对于其他的任意节点j,j=1,2,…,n且j≠i,如果节点i在广播节点发现消息后的预设时间内接收到节点j反馈的投递预测值表,则节点i首先采用以下方法更新节点i到节点j的投递预测值dp(i,j):

dp(i,j)=dp(i,j)old+(1-dp(i,j)old)×dpinit

其中,dpinit表示预设的常数,其取值范围为dpinit∈(0,1),可以根据实际情况确定具体取值;dp(i,j)old表示节点i的投递预测值表中节点i到节点j当前的投递预测值;然后将节点i中投递预测值dp(i,j)对应的计时器重置为0;

如果节点i在广播节点发现消息后的预设时间内未接收到节点j反馈的投递预测值表,则节点i采用以下方法计算节点i与节点j的衰减投递预测值

其中,y表示投递预测值的衰减因子,t(i,j)表示节点i中投递预测值dp(i,j)对应的计时器所计时间;

然后节点i从接收到反馈的投递预测值表中查找是否存在其他节点到节点j的投递预测值,如果不存在,则令节点i到节点j的传递投递预测值如果存在,则从中筛选出到节点j投递预测值最大的节点m,m=1,2,…,n且m≠j、m≠i;采用以下方法计算节点i到节点j的传递投递预测值

其中,dp(i,m)表示节点i的投递预测值表中节点i到节点m的投递预测值,dp(m,j)表示节点m的投递预测值表中节点m到节点j的投递预测值,β为预设的传递因子;

从衰减投递预测值和传递投递预测值中筛选出较大值作为更新后的节点i到节点j的投递预测值dp(i,j);

s2:当某个节点i需要进行数据包发送时,记节点i所需发送数据包的目标节点为t,节点i从其投递概率值表中查询到目标节点t的投递概率值dp(i,t),判断其是否大于预设阈值τ1,如果是,进入步骤s3,否则进入步骤s4;

s3:节点i将数据包发送至目标节点t,转发结束;

s4:节点i对网络连通性进行估计,具体方法为:

该节点i通过gps模块与飞行自组网中的其他每个节点j发起可通信节点数量查询,节点j在接收到查询信息后,统计其投递预测值表中大于预设阈值τ2的投递预测值数量,作为节点j的可通信节点数量反馈至节点i;同时节点i统计其投递预测值表中大于预设阈值的投递预测值数量,作为节点i的可通信节点数量;然后节点i采用以下公式计算飞行自组网的平均最大簇大小s:

其中,cn表示节点n的可通信节点数量,n=1,2,…,n;

然后采用如下公式计算归一化最大簇大小snormalized:

当snormalized=1,表示网络处于连通状态;当snormalized<1,表示网络处于间歇性连通状态;

s5:节点i广播邻居发现消息,获取其邻居节点集合φi以及各个邻居节点的投递预测值表,从各个邻居节点的投递预测值表中查询该邻居节点到目标节点t的投递预测值dp(d,t),d∈φi;

s6:判断步骤s4网络连通性估计的结果,如果网络处于连通状态,进入步骤s7,否则进入步骤s10;

s7:从节点i的邻居节点集合φi中筛选出投递预测值dp(d,t)小于节点i到目标节点t投递预测值dp(i,t)的邻居节点,从这些邻居节点中选择投递预测值最大的节点作为最优节点;

s8:判断最优节点是否存在,如果是,进入步骤s9,否则进入步骤s13;

s9:节点i将数据包发送至最优节点,进入步骤s14;

s10:从节点i的邻居节点集合φi中筛选出投递预测值dp(d,t)大于节点i到目标节点t投递预测值dp(i,t)的邻居节点,构成潜在节点集合γi;

s11:判断潜在节点集合γi是否为空,如果不是,进入步骤s12,否则进入步骤s13;

s12:节点i根据潜在节点集合γi中节点数量对数据包进行复制生成数据包副本,然后将原始数据包和数据包副本分别发送至潜在节点,进入步骤s14;

s13:节点i保留数据包,返回步骤s2等待下一次发送;

s14:接收节点在接收到数据包后,生成确认包并反馈至节点i;

s15:接收节点作为新的发送节点,返回步骤s2对数据包进行下一跳转发。

2.根据权利要求1所述的副本自适应转发路由方法,其特征在于,所述步骤s14中,接收节点生成确认包的具体步骤包括:

s14.1:接收节点在接收到数据包后,判断自身是否有足够空间接收数据包,如果没有,进入步骤s14.2,否则进入步骤s14.3;

s14.2:接收节点丢弃该数据包,在确认包中附加丢弃标志;

s14.3:接收节点判断自身到目标节点的投递预测值是否小于节点i到目标节点的投递预测值,如果是,进入步骤s14.4,否则进入步骤s14.5;

s14.4:接收节点在确认包中附加路由循环标志;

s14.5:接收节点判断所接收的数据包是否为副本,如果是,则进入步骤s14.6,否则进入步骤s14.7;

s14.6:接收节点在确认包中附加副本标志;

s14.7:接收节点生成常规确认包;

节点i在接收到确认包后,如果解析到副本标志,则删除向接收节点发送的数据包;如果解析到路由循环标志和丢弃标志,则广播推荐其到目标节点投递预测值的节点发现消息,其他节点在接收到该节点发现消息后则更新其投递预测值表;如果接收到的是常规确认包,则不作任何操作。


技术总结
本发明公开了一种飞行自组网中基于网络连通性的副本自适应转发路由方法,飞行自组网中每个节点分别维护一个投递预测值表,用于存储该节点到其他节点的投递预测值,在节点运动过程中会周期性地更新投递预测值表;当节点需要发送数据包时,先对网络连通性进行估计,如果网络处于连通状态,则根据邻居节点到目标节点的投递预测值筛选出最优节点,否则根据邻居节点到目标节点的投递预测值筛选出潜在节点,然后转发数据包。本发明中节点可以根据估计的网络连通性在局部决定转发数据包副本的数量,结合投递预测值来选择转发节点,提高了转发路由的灵活性。

技术研发人员:吴红海;邢玲;马华红;桑倩倩;郑国强;冀保峰;张高远;谢萍;樊奕铮
受保护的技术使用者:河南科技大学
技术研发日:2021.04.28
技术公布日:2021.08.03
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