[发明专利]一种面向多水下机器人通信的节能路由方法

权利要求书

1.一种面向多水下机器人通信的节能路由方法，包括路由查找、路由修复和路由维护三个主要环节，其特征是：首先判断两个机器人节点之间是否存在路由，如果存在则判断该路由中是否存在断链的情况，否则采用基于链路生存时间有限的路由查找算法来选择并查找这两个机器人之间的路由；其次，当网络中存在断链时，采用节能路由修复算法修复路由，否则算法检查是否存在更优的路由；如果存在更优的路由则采用节能路由维护算法更新当前路由，否则判断任务是否结束，如果结束则结束。

2.根据权利要求1所述的一种面向多水下机器人通信的节能路由方法，其特征是所述基于链路生存时间有限的路由查找算法来选择并查找这两个机器人之间的路由的方法为：

在信息发送前，对到达目的节点路由进行查找，路由查找分为两个过程，分别是路由请求消息和路由应答消息的处理；

①路由请求消息RREQ的处理

当相互通信的机器人之间没有路由时，发送端的机器人则发出路由请求消息RREQ，接收端的机器人收到RREQ时，则矢量限制转发法则判断是否在上一节点转发的范围内，根据矢量计算法则，机器人仅对其与目标点方向一定角度内的节点进行转发，该角度之外的节点不予转发；

当接收端通过矢量限制转发法则判断节点不在上一节点转发范围时，则放弃该RREQ，否则判断该信息是否已经处理过，若已经处理过该消息，则接收端继续判断是否更优路由，当邻居节点含有该机器人位置信息的RREQ后，根据自身的坐标、运动方向及速度估算出两节点的有效通信时间即链路生存时间，当节点收到含有当前链路最小通信时间的RREP消息后，首先计算出它与下一跳的有效通信时间，然后与此值进行比较，如果更小，则修改瓶颈值为当前节点的有效通信时间，否则保持不变，当源节点收到多个RREP响应时，选择瓶颈值最大的链路作为通信链路；

当接收端发现RREQ消息没有被处理过或者有更优的路由存在，则判断该接收节点不是目的节点，如果不是，查询路由表中的目的节点是否为当前所需目的节点，当该节点是目的节点或者路由表中存在目的节点，则接收端对该RREQ消息进行响应，转入下一个RREP发送和处理阶段，否则转发该RREQ消息，直到该信息传递到目的节点或路由中包含目的节点的节点；

②路由应答消息RREP的发送和处理

对于已经存在了路由，为了建立完整的路由，当接收端在收到RREQ消息后需要对此消息进行处理；

接收到RREP消息的节点判断该消息是否处理过，如果处理过则采用链路生存选择机制判断是否存在更优路由，若存在更优路由，则判断该节点是否路由查找的源节点，否则丢弃该RREP消息，当收到RREP的节点是源节点，则结束路由查找过程，否则继续转发，直到发现源节点。

3.根据权利要求1或2所述的一种面向多水下机器人通信的节能路由方法，其特征是所述节能路由修复算法为基于“慢启动”路由修复算法，具体包括路由修复发生在链路发生故障时，其过程如下：

①链路发生故障时，进行传统的局部路由修复，若修复成功转到⑤，否则转入②；

②以“慢启动”的方式交由上游节点进行路由修复，其过程如下：为路由请求消息RREQ添加TTL项，以此来限定RREQ消息被转发的次数，设置该TTL值后，发送到上游节点，每转发一次，TTL值则增加一倍，当节点接收到TTL值后，发现到达该值预先定义的阈值时，转到④，否则转到③；

③判断当前节点是否源节点，如果是则转到④，否则转发该RREQ消息；

④执行路由修复，按照路由查找过程重新建立该节点到目的节点的路由，若修复成功，转到⑤，否则转到③；

⑤结束。