[发明专利]一种链路持续时间计算方法、MPR节点选择方法及路由协议

说明书

本发明公开了一种链路持续时间计算方法、MPR节点选择方法及路由协议，其中，MPR节点选择方法是：S1:将转发意愿为WILL_ALWAYS的N1集中的成员加入MPR集；S2:计算N1中所有节点的覆盖率；S3:计算本地节点到N1中节点的链路持续时间；S4:若N2中存在某个节点只能通过唯一的一个N1中的节点到达，将该N1中的节点加入MPR集合；S5:判断N2中是否存在未被MPR节点覆盖的节点，若不存在，则算法结束，否则，计算N1中未被选为MPR节点的覆盖率；选择覆盖率最高的，链路持续时间最长的节点加入MPR集，并移除此时被MPR集覆盖的节点；S6：循环执行直至N2为空。通过本发明，使得LD‑OLSR路由协议在端到端平均时延、归一化吞吐量、TC分组数、路由开销方面大约有10％‑15％的性能提升。

技术领域

本发明通信领域，尤其涉及一种用于临近空间动态网络的链路持续时间的计算方法、MPR节点选择方法及路由协议。

背景技术

临近空间网络泛指在距地面约20km-100km的近地空间，由临近空间飞行器(如飞艇、气球、无人机等)作为通信载体构成的互连互通的信息获取与分发网络，如图1所示。与卫星通信和地面通信相比，临近空间网络具有部署灵活、成本低、时延小、覆盖范围大等特点，但其网络拓扑动态性强，网络节点的快速移动导致链路通断现象严重，网络稳定性变差使得网络性能下降、开销增大。因此探索链路稳定性分析方法、设计高稳定性路由协议、保证数据传输的高效性与可靠性是临近空间动态组网的重要研究内容之一。

目前常用的链路稳定性衡量指标有接收功率值、链路持续时间等。链路持续时间(LD,link duration)是指从一条可用链路成功传输第一个分组开始到其断裂或失效包含的总时间长度；链路持续时间越长，链路稳定性越高；作为衡量链路稳定性最直观的指标能很好地描述网络动态性，近年逐渐成为衡量链路稳定性的首选指标。目前链路持续时间的主要评估和量化方法可分为三类：①通过计算链路持续时间的概率分布函数或概率密度函数选择稳定链路；②通过实验仿真测试得链路持续时间值，将其作为链路门限值进而选择稳定链路；③绝大多数研究利用节点间的位置与运动关系计算链路持续时间并据此选择稳定链路；该计算办法由William Su给出，是车载自组织网络中比较常用的链路持续时间的简单计算公式，可由节点通信半径、绝对位置和速度信息直接求得；在定向路由网络中又可根据不同的角度关系建立不同的计算模型。然而William Su公式仅给出了节点绝对位置和速度信息可用时二维平面场景链路持续时间的计算办法，其适用范围有限，无法满足临近空间范围内空间节点三维空间内动态运动的现实需求。

为了解决上述问题，本文提出了一种链路持续时间的计算方法、MPR节点选择方法及路由协议。

发明内容

本发明提出的一种链路持续时间的计算方法，所述链路持续时间为：

a＝v_i cosθ_i-v_j cosθ_j

b＝x_i-x_j

c＝v_i sinθ_i-v_j sinθ_j

d＝y_i-y_j

其中，R表示节点通信半径，(x_i,y_i)和(x_j,y_j)分别表示节点i和j的绝对位置信息，v_i和v_j分别表示节点i和j的绝对速度信息，θ_i和θ_j分别表示速度与水平方向的夹角，L_i,j表示节点i和j的链路持续时间。

一种链路持续时间的计算方法，所述链路持续时间为：