[发明专利]滑翔机辅助的链路修复方法

说明书

本发明涉及一种滑翔机辅助的链路修复方法，包括：静态传感器节点每隔时间周期向其簇头节点发送数据包，该数据包包含节点自身位置信息；若簇头节点收到，则表示静态传感器节点到簇头之间的链路没有中断，若簇头节点在周期内未收到，但收到其下一跳节点的数据包，则判定链路失效，并设置链路中断标识；调度滑翔机修复失效链路；滑翔机的链路中断标识位并结合自身运动特性，通过失效链路修复路径优化算法选择合适轨迹对失效链路进行修复。

技术领域

本发明涉及水下声学通信技术领域，具体的讲是水声传感器网络中一种中断链路发

现和滑翔机调度机制。

背景技术

地球上约70％的区域被水体覆盖，其中海洋作为地球上一个重要的生命支持系统，其蕴含着极其丰富和宝贵的自然资源。随着人类对海洋的开发和利用，其依托的海洋科技越来越成为科学研究的热点内容。在众多的海洋科技领域中，水声传感器网络(Underwater Acoustic Sensor Networks，UASNs)已在水下环境探测的许多方面取得了较为显著的成就，比如：对海洋数据收集、水体污染的监测以及水下灾害预警等，UASNs受到了日益广泛的关注。但是极其恶劣的水声通信环境，使得传感器节点通信的水声信道具有带宽窄、高延迟、动态变化以及高误码率等特性。这些特性给UASNs设计的各个方面带来了很多问题，包括节点部署、物理层、MAC层、路由层协议设计以及可靠的数据传输等。此外由于水声通信链路动态变化特性的存在，使得网络数据传输的可靠性不能得到保证，又给UASNs的拓扑设计带来巨大的挑战。

由于水下传感器节点间通信的水声信号容易受到水温、压强、水面起伏等因素的影响，导致传感器节点之间的水声通信信道有着极强的时间和空间的不确定性。因此即使网络在初始部署时符合连通性条件，但是由于水声信道的时变性，网络会出现节点间通信突然中断的情况，即网络出现分区、不连通的现象，这就导致网络整体连通性和可靠性不能满足应用要求。因此为了提升网络连通性和可靠性，设计一个能够实现水下通信链路修复和高效拓扑维护的机制有着重要意义。对于水声信道的时变性导致的水下数据收集的节点到水面汇聚节点的路径出现暂时不可达情况，如果用静态节点进行拓扑维护就会产生较大的节点冗余和较大的资源开销。考虑到UASNs中数据采集任务是由静态节点和移动节点共同完成，因此如果借用执行数据采集任务的水下航行器辅助失效链路的修复工作，就会实现灵活、高效的网络拓扑维护。而水下滑翔机作为一种具有独特驱动模式的新型的监测设备，较AUV有着耗能低、航程远、低噪声和低成本的优点，被应用在很多的深远海中长时序、大范围、三维连续海洋环境参数收集任务。因此，对于实时性要求不高的网络来说，可以在水下滑翔机进行数据采集任务基础上，辅助网络进行失效链路的修复。但是由于其运动轨迹在铅垂面上为单一的锯齿形运动，因此设计一个充分考虑水下滑翔机的运动特性的水声信道链路修复机制对于网络的拓扑维护以及恢复网络连通性和可靠性有着重要意义。

发明内容

本发明提出一种水下滑翔机辅助的链路修复方法，旨在使得水下滑翔机能够准确及时的作为失效链路的补充节点，恢复网络的连通性和可靠性。技术方案如下：

一种滑翔机辅助的链路修复方法，包括下列步骤：

步骤1静态传感器节点每隔时间周期T向其簇头节点h_i发送数据包该数据包包含节点自身位置信息。

步骤2若簇头节点h_i收到周期发送的数据包，则表示静态传感器节点到簇头h_i之间的链路没有中断，若簇头节点h_i在周期T内未收到周期发送的数据包，但收到其下一跳节点的数据包，则判定与之间链路e_ab失效，并设置h_i中的链路中断标识δ_ab＝1；