本发明专利技术涉及一种无线通信网络路由方法，属于无线通信技术领域。在AODV的基础上设计了结合偏转角感知与稳定路由选择的改进型AODV路由协议DS‑AODV。DS‑AODV在路由发现阶段引入了基于偏转角感知的可用节点判断机制，在路由选择阶段引入了基于路由稳定度度量和有效通信时间预测的最佳路由选择机制，从而实现在高动态网络环境下最佳路由的快速选择，以保证各高速运动节点间的互联互通。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信，涉及一种无线通信网络路由方法，具体涉及节点高速运动、网络拓扑频繁变化的无线网络和一种基于偏转角度感知和稳定路由选取的改进型无线自组网按需平面距离向量路由协议(deflection angle perception and stablerouting selection based ad hoc on-demand distance vector routing，ds-aodv)，适用于高动态无线通信网络下的最佳路由选择。
技术介绍
1、移动自组织网络(ad hoc)是无中心节点、无基站可以适应节点快速移动以及网络拓扑频繁变化的移动网络。网络的路由算法是ad hoc网络的核心，良好的路由算法可以持续保证移动节点之间的互联互通。按需式距离矢量路由协议(ad hoc on-demand distancevector routing,aodv)是能够较好适应ad hoc网络的按需路由协议。当两个节点之间的路由有效、通信正常的情况时，aodv协议不执行任何操作，仅当源节点想给目的节点发送数据包，但自身路由表中没有目的节点的路由入口时，才会执行aodv路由协议，从而节省网络资源。
2、高动态无线网络的节点移动速度更快，网络拓扑变化更为频繁，使得它相较于传统ad hoc而言更为特殊。一些传统的路由协议在高动态环境下已不再适用，如aodv协议在节点高速运动，网络拓扑频繁变化时，通信链路极易中断，导致网络性能的迅速下降，从而无法提供较好的网络通信质量。因此需要采用能够更好应对网络高动态变化的路由协议。
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br/>技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：
2、为了应对节点高速运动、网络拓扑频繁变化对链路稳定性造成的影响，提升高动态网络环境下节点通信的稳定性，本专利技术提供了一种无线通信网络路由方法。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种无线通信网络路由方法，其特征在于，在路由发现阶段采用基于偏转角感知的可用节点判断机制，在路由选择阶段采用基于路由稳定度度量和有效通信时间预测的最佳路由选择机制；路由发现阶段包括以下步骤：
5、步骤1：假设源节点s有向目的节点d传送数据的需求，s检查自身维护的路由表，并未发现存在节点d的入口信息，于是开始执行ds-aodv算法；源节点s生成包含自身位置和速度信息的new-rreq消息，并将new-rreq消息广播到其最大通信半径r以内的各个相邻节点；
6、步骤2：相邻节点收到new-rreq后，判断自己是否为目的节点d，若是，则可开启路由选择阶段，若不是，则继续后续步骤；
7、步骤3：相邻节点观察自己的路由表中是否存在节点d的入口：若不存在节点d的入口，或即使存在入口，但new-rreq中包含的节点d序列号大于自身路由表中包含的节点d序列号，则将new-rreq继续转发至该节点自身的相邻节点，并更新该节点自身到源节点的反向路由；若存在节点d的入口，则开始步骤4中的可用节点判断机制；将本节点设为节点a；
8、步骤4：可用节点判断机制：假设节点a在三维空间xoy中的坐标为(xa,ya,za)，节点a的速度矢量表示为(vax,vay,vaz)。假设节点b在三维空间xoy中的坐标为(xb,yb,zb)，节点b的速度矢量表示为(vbx,vby,vbz)；假设节点b是节点a的下一跳节点；b与a的相对速度可表示为：
9、(vx,vy,vz)＝(vbx-vax,vby-vay,vbz-vaz)
10、现将三维空间坐标系进行平移，平移至以节点a为原点的坐标系x′ay′，则节点a的坐标变为(0,0,0)，节点b的坐标变为：
11、(xbr,ybr,zbr)＝(xb-xa,yb-ya,zb-za)
12、现将节点a视作静止，节点b以相对速度运动；求
13、与的夹角，即b的运动偏转角θ，对比θ与提前设置的偏转角阈值θth；若θ＞θth，则丢弃该下一跳节点b，若θ＜θth，则将此节点列为可用节点，并转到本阶段的步骤3；
14、路由选择阶段包括以下步骤：
15、1)当目的节点d收到经过各条可用路由发来的new-rreq后，要从中选出一条性能最优的路由进行后续的数据通信；目的节点d生成包含自己位置、速度、剩余能量及发射信号功率信息的new-rrep消息，并将new-rrep消息广播到其最大通信半径r以内的各个相邻节点；
16、2)相邻节点收到new-rrep后，首先检查new-rrep中的跳数字段和剩余能量字段，
17、然后进行路由稳定度度量；设定度量值m，并在new-rrep中添加相应的字段；3)相邻节点结束路由稳定度度量后，对链路有效通信时间进行预测；在高动态网络
18、中，当两节点距离较远时，它们的通信符合双射线模型：
19、
20、式中，gt和gr分别表示发射节点和接收节点的天线增益，ht和hr分别表示发射节点和接收节点的天线高度；r表示两节点距离，l为系统损耗因子；上式可简写为：
21、
22、式中，为常数定值；则r可以表示为
23、
24、若两节点可通信的最小接收功率为prth，则两节点的最大通信半径r可通过下式计算：
25、
26、
27、假设b为a的相邻下一跳节点，其他条件与路由发现阶段的步骤4)中的阐述相同；设节点间有效通信时间为tlec，路由重建所需的总时长为tres，即在经过tall＝tlec+tres时长后，节点b恰好运动到了节点a的最大通信半径处，即(xb′,yb′,zb′)处；则有：
28、
29、由上式可解得节点间有效通信时间tlec：
30、
31、
32、在new-rrep消息中添加trec字段，表示源目节点间的路由有效通信时间；初始设定trec为最大值；若节点b算得的tlec＜trec，则使用tlec改写new-rrep消息中的trec字段；若tlec＞trec，则不进行改写；
33、4)节点b用自己的位置、速度、节点剩余能量及接收信号功率信息改写new-rrep中的位置、速度、节点剩余能量及信号功率字段；并将new-rrep中的跳数字段加1；然后判断节点b自身是否为源节点：若不是源节点，则节点b将new-rrep
34、继续转发给相邻节点，然后转入本阶段的步骤2)；若为源节点，则进入下一步骤；5)源节点s收到通过各个路由返回的rrep消息，然后对每个消息中的源目节点间
35、路由有效通信时间trec字段和路由稳定度m字段进行如下运算，得到路由综合评价
36、指标syn：
37、
38、式中s1和s2为权重，且满足s1+s2＝1；syn越大，路由状况越好；源节点s从各条路由中选取syn最大的一条作为源节点s和目本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种无线通信网络路由方法，其特征在于，在路由发现阶段采用基于偏转角感知的可用节点判断机制，在路由选择阶段采用基于路由稳定度度量和有效通信时间预测的最佳路由选择机制；路由发现阶段包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述无线通信网络路由方法，其特征在于：所述运动偏转角θ的计算方法如下：
3.根据权利要求1所述无线通信网络路由方法，其特征在于：所述M的计算方法如下：
4.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1所述的方法。
6.一种计算机程序产品，其特征在于包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1所述的方法。
【技术特征摘要】
1.一种无线通信网络路由方法，其特征在于，在路由发现阶段采用基于偏转角感知的可用节点判断机制，在路由选择阶段采用基于路由稳定度度量和有效通信时间预测的最佳路由选择机制；路由发现阶段包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述无线通信网络路由方法，其特征在于：所述运动偏转角θ的计算方法如下：
3.根据权利要求1所述无线通信网络路由方法，其特征在于：所述m的计算方法如下：
4.一种计算机系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨欣，毛雅淇，宫延云，王伶，许茜，孙文彬，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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