【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机组网以及通信，特别是涉及一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法及系统。
技术介绍
1、飞行自组织网络(flying ad-hoc networks，fanet)通常由多台具有高机动性的无人机(unmanned aerial vehicle，uav)组成，在复杂的任务场景中会导致链路的大幅波动，因此，有必要探索稳健的拓扑感知和路由机制，以提高fanet在高动态场景下数据传输的可靠性和有效性。
2、目前，现有的动态路由方法依赖于gps获取节点(即上述无人机)移动信息，然后借助控制消息包，将节点自身位置、自身速度等移动信息传递到邻居节点，以根据移动信息对当前链路进行质量评估。但是，一方面，现有的动态路由方法不适用于gps信号缺失的场景，应用场景受限；另一方面，当无人机在执行复杂任务时，自身位置、速度和姿态等移动信息是频繁变化的，进而导致无人机组成的拓扑结构也会频繁变化，为保证数据传输的可靠性和有效性，就需要节点之间频繁地传输包含移动信息的控制消息包，以对链路质量进行评估以及维护，此种情况会导致网络通信开销巨大。因此需要进一步优化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法及系统，本专利技术采用通信感知一体化技术来获取邻居节点的移动信息，并提出了基于移动信息的空间网格标识符，进而基于空间网格标识符进行链路评估，本专利技术大大降低了通信网络的开销，并将应用场景扩展至了缺失gps信号的场景。
2、为实现上述目
3、第一方面，本专利技术提供了一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，所述方法包括：
4、步骤01：基于通信感知一体化技术，获取邻居节点的移动信息；所述移动信息包括邻居节点相对于本节点的速度、方位角、仰角和间距。
5、步骤02：根据所述移动信息确定邻居节点的sid；所述sid为空间网格标识符。
6、步骤03：根据所述邻居节点的sid对链路的稳定度进行评估，得到评估结果；所述链路为本节点和邻居节点之间的路径。
7、步骤04：判断所述评估结果是否低于预设链路稳定度阈值，得到第一判断结果。
8、步骤05：若第一判断结果为是，则将路径从主路径切换至备份路径；所述主路径为本节点至所述邻居节点的路径；所述备份路径为本节点至本节点备选下一跳地址中节点的路径。
9、步骤06：若第一判断结果为否，则维持路径不变。
10、可选的，步骤02具体包括：
11、根据预设最窄波束ηp以及最小通信间隔设δ，确定位置空间编码(θp，φp，ρ)；其中，θp＝邻居节点相对于本节点的方位角/ηp；φp＝邻居节点相对于本节点的仰角/ηp；ρ＝邻居节点和本节点的间距/δ。
12、根据预设最小移动角度间隔ηv以及邻居节点相对于本节点的飞行速度v，确定速度空间编码(θv，φv，v)；其中，θv＝邻居节点相对于本节点的方位角/ηv；φv＝邻居节点相对于本节点的仰角/ηv。
13、根据所述位置空间编码(θp，φp，ρ)和所述速度空间编码(θv，φv，v)确定所述邻居节点的sid。
14、可选的，步骤03具体包括：
15、根据以下公式计算链路稳定度，
16、dij＝λ1lqij+λ2yij+λ3sij+λ4tij+λ5mij，
17、其中，dij表示节点i和节点j之间的链路稳定度；λ表示参数计算权重，按需进行设置；lqij表示链路质量；yij表示安全度；sij表示移动预测因子；tij表示相向运动参考因子；mij表示波束匹配参考因子。
18、可选的，所述安全度yij、所述移动预测因子sij、所述相向运动参考因子tij以及所述波束匹配参考因子mij分别计算如下：
19、
20、mij＝-cosφvcosφp，
21、其中，r表示通信范围，dij表示节点间距，vre表示节点间瞬时相对速度，vmax表示节点最大移动速度。
22、可选的，所述链路质量lqij计算如下：
23、lqij＝γtγr；
24、其中，γt表示前向消息传递率，γr表示反向消息传递率。
25、可选的，还包括：采用移动性预测机制，根据本节点的邻居节点的sid，预测邻居节点在下一个时隙将占据的空间网格；如果预测到邻居节点在下一个时隙进入了新的空间网格，则根据新的空间网格对应的sid计算链路稳定度，以确定是否需要将主路径切换到备份路径。
26、可选的，还包括路由发现过程：
27、步骤11：根据源节点的邻居节点的sid，以多播的形式向邻居节点发送泛洪路由请求消息报文；所述泛洪路由请求消息报文包括源节点的uid和目标节点的uid；所述uid为统一身份标识符；所述源节点为全部节点中的一个节点；所述目标节点为接收所述源节点发送消息的节点。
28、步骤12：当邻居节点接收到的所述泛洪路由请求消息报文后，执行如下步骤：
29、步骤12.1：判断本节点是否为目标节点，得到第一判断结果；所述本节点为接收到的所述泛洪路由请求消息报文的邻居节点；
30、步骤12.2：若第一判断结果为是，则向上一级节点回复路由回应报文；所述上一级节点为向本节点发送或转发泛洪路由请求消息报文的邻居节点；
31、步骤12.3：若第一判断结果为否，则判断在本节点的路由表中是否有到达所述目标节点的路由项，得到第二判断结果；
32、步骤12.4：若第二判断结果为是，则向所述上一级节点回复路由回应报文；
33、步骤12.5：若第二判断结果为否，则以多播的形式向本节点的邻居节点转发泛洪路由请求消息报。
34、步骤13：在本节点的邻居节点接收到转发的所述泛洪路由请求消息报文后，执行步骤12，直至到达目标节点。
35、步骤14：所述源节点以及中继节点在收到本节点的邻居节点回复的路由回应报文后，分别将本节点路由表项中的目的地址填充为所述目标节点的uid，主选下一跳地址填充为本节点的邻居节点的sid；结束路由发现过程；其中，所述中继节点为目标路径上的节点；所述目标路径的起点为所述源节点，终点为所述目标节点的路径。
36、可选的，所述源节点以及中继节点在收到本节点的邻居节点回复的路由回应报文后，还包括：
37、所述源节点以及各所述中继节点分别根据各自邻居节点的sid评估链路的稳定度。
38、选择链路稳定度最高的邻居节点的sid填充本节点的主选下一跳地址；所述本节点为所述源节点或各所述中继节点。
39、选择链路稳定度次高的邻居节点的sid填充本节点的备选下一跳地址。
40、可选的，所述节点采用定向天线以及使用一个收发机进行通信和感知，所述收发机工作于全双工模式，以在发送信号的过程中进行回波接收。
41、第二方面，本专利技术还提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，步骤02具体包括：
3.根据权利要求2任一项所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，步骤03具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述安全度Yij、所述移动预测因子Sij、所述相向运动参考因子Tij以及所述波束匹配参考因子Mij分别计算如下：
5.根据权利要求3所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述链路质量LQij计算如下：
6.根据权利要求2所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，还包括：采用移动性预测机制，根据本节点的邻居节点的SID，预测邻居节点在下一个时隙将占据的空间网格；如果预测到邻居节点在下一个时隙进入了新的空间网格，则根据新的空间网格对应的SID计算链路稳定度，以确定是否需要将主路径切换到备份路径。
7.根据权利要求1所述的一种融
8.根据权利要求7所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述源节点以及中继节点在收到本节点的邻居节点回复的路由回应报文后，还包括：
9.根据权利要求1所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述节点采用定向天线以及使用一个收发机进行通信和感知，所述收发机工作于全双工模式，以在发送信号的过程中进行回波接收。
10.一种融合通感一体和二维标识的新型路由系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，步骤02具体包括：
3.根据权利要求2任一项所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，步骤03具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述安全度yij、所述移动预测因子sij、所述相向运动参考因子tij以及所述波束匹配参考因子mij分别计算如下：
5.根据权利要求3所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，所述链路质量lqij计算如下：
6.根据权利要求2所述的一种融合通感一体和二维标识的新型路由方法，其特征在于，还包括：采用移动性预测机制，根据本节点的邻居节...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。