[发明专利]无线移动自组网中容错及连接恢复方法

说明书

一种无线移动自组网中容错及连接恢复方法,在簇首之间直连链路的基础上，维持了一条多跳路径，如果直连链路因发送簇首和接收簇首之间距离增加而断开，则通过发送簇首和接收簇首之间的多跳路径维持发送簇首和接收簇首之间的连接；如果发送簇首发现连接在其与接收簇首之间的最后一条多跳路径在下一时隙将要断开或者已经断开时，相应节点将促发级联运动，在确保簇内所有节点连通的前提下，维持发送簇首和接收簇首之间的最后一条多跳路径完整或者恢复一条发送簇首和接收簇首之间的多跳路径。本发明增加了系统的鲁棒性，同时还提出了三种级联运动方法，保持簇内连通性，降低修复过程对簇内成员的影响。

技术领域

本发明属于无线通信网络技术领域，涉及无线移动自组网中容错及连接恢复方法。

背景技术

无线移动自组网由于不需要中心控制节点、能够多跳传递信息以及可以自行组网等特点，在军事、农业、环保等领域都得到了广泛的应用。

在节点较多的情况下，为了减少网络负担，充分利用节点自身资源，常常选择部分能力较强的节点作为簇首，其它节点作为成员组成分级网络。簇首负责信息的汇聚和转发，因此簇首之间的连接至关重要。

但是由于网络的动态特性，部分簇首之间由于距离的增加而导致连接断开。尤其是一些簇首处于关键位置，该簇首失效或者部分簇首与其之间的链路断开，网络将会被分成几个互不相连的部分，此时网络性能急剧退化。在一些延时敏感的网络中，比如无人机自组网，部分节点与网络失去连接将会造成严重后果。因此，无线移动自组网需要增强网络鲁棒性，提升自我修复能力，

在已有的研究中，拓扑控制能够有效解决上述问题。目前许多研究集中于控制发射功率来改变拓扑。由于距离的增大导致链路中断，因此需要增加发射功率去修复。但是发射功率不可能无限增大，并且大功率会引入额外的干扰。因此增加发射功率并不能从根本上解决问题。

运动管理也是一种有效的拓扑控制方法，目前主要是无线传感器网络使用关键节点进行控制。关键节点是网络内处于特殊位置的节点，如果该关键节点失效，则网络将会被分为若干个相离的分片。每个关键节点在自己邻居中选择一个替补节点，一旦关键节点失效，替补节点则运动到关键节点原来的位置去恢复连接。由于在无线传感器网络中，大部分节点大部分时间处于静止状态，只有在需要恢复连接时部分节点参与运动，这并不完全适应于无线移动自组网。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种无线移动自组网中容错及连接恢复方法。本发明要解决的技术问题是：最小化参与恢复连接过程的节点数目，并且最小化节点偏离原方向的距离。同时，在级联运动过程中，要保持簇内成员节点之间的连通性。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

一种无线移动自组网中容错及连接恢复方法，在无线移动自组网的发送簇首和接收簇首之间建立一条直连链路，同时还在发送簇首和接收簇首之间维持一条以上的多跳路径，多跳路径由发送簇首、接收簇首以及连接在发送簇首和接收簇首之间的其它成员节点组成；

如果无线移动自组网的发送簇首和接收簇首之间的直连链路因为发送簇首和接收簇首之间距离增加而断开，则通过发送簇首和接收簇首之间的多跳路径维持发送簇首和接收簇首之间的连接；

如果发送簇首发现连接在其与接收簇首之间的最后一条多跳路径在下一时隙将要断开或者已经断开时，相应节点将促发级联运动，在确保簇内所有节点连通的前提下，维持发送簇首和接收簇首之间的最后一条多跳路径完整或者恢复一条发送簇首和接收簇首之间的多跳路径。