[发明专利]用于应急通信的探路网拓扑结构及其路由方法

说明书

本发明公开了一种用于应急通信的探路网拓扑结构及其路由方法。主要解决现有技术应急通信探路网拓扑结构复杂，信息传输端对端时延过大的问题，其实现方案是：将探路网分为车载网与单兵网两层，一层由结构相对稳定的车载节点形成，一层由结构动态变化的单兵背负式或手持式节点形成，单兵节点具有中继路由功能。车载网作为路由的目标网络，单兵网作为路由的源网络与中继网络。基于探路网拓扑结构的路由方法是针对两跳网络，综合考虑可行路径的信道条件不同造成的传输时延、中继节点处理数据包造成的处理时延，在单兵节点能量有限的条件下，选择最优路径传输数据包。本发明结构简单，端对端时延小，可用于跨境地质复杂区重大突发灾害的应急通信。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种探路网拓扑结构及其路由方法，可用于跨境地质复杂区重大突发灾害的应急通信。

背景技术

为了应对跨境地质复杂区重大突发灾害应急通信的需求，应急通信系统的研究是一种急需的技术。

我国是自然灾害多发国家，地震、洪水、过境台风等自然灾害时有发生，尤其近年来，特大地震、特大洪水、泥石流、火灾等重大灾难事件频繁发生。当遇到这些突发事件，通信设施被毁时，通信被迫中断，且很难在短时间内恢复，这将降低突发事件应急响应的执行效果，造成人力和物力的进一步损失。因此，在实施救援之前，很需要探路，以找寻需要救援的目标点，这就需要建立基于区域机动自组网的应急通信网络的网络。

区域机动自组通信网络解决的是在一定区域范围内移动终端之间的网络通信，如移动车辆、人员、便携式设备等。该网络的主要特点是终端的持续移动性、网络拓扑结构较快的变化性和通信数据的突发性。由于区域机动自组通信网络能支持在网络区域内的移动终端自动加入网络并与区域内的其他终端进行通信，因此该网络通信在很多领域具有广泛的应用前景和需求，如汽车交通、空间组网、军事等多个方面。例如自适应综合通信的mosale 计划，就是将由美国DARRA资助的空中通信节点CAN等项目技术与陆军通信及电子司令部 CECOM研究发展中心的几项技术结合在一起，进行移动通信演示，形成一个未来战场所需要的无缝隙通信体系结构。2014年华中科技大学提出的交通诱导系统TSSN，在车辆上安装能显示道路拥挤状况的嵌入式导航仪，车辆便成为一个节点，众多车辆构成一个自组网，实现道路信息共享，从而避免交通堵塞。但是由于区域机动自组通信网络终端具有持续的移动性，上述方法均存在网络拓扑结构复杂、不稳定，组网协议和数据路由复杂，通信可靠性低，端对端时延过大的问题。因此如何有效应对突发事件，建立满足性能要求的应急通信网络，成为迫在眉睫的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术现有的不足，提出一种用于应急通信的探路网拓扑结构及其路由方法，以在单兵能量有限的情况下，对网络的拓扑结构进行优化，降低其复杂性，同时针对该拓扑结构形成的两跳网络，对其路由方法进行改进，减少其端对端时延。

为实现上述目的，本发明用于应急通信的探路网拓扑结构，包括N个车载节点、A·N 个单兵节点、1个控制席位，N＞0，A＞0,其特征在于：

控制席位固定在灾害区域的某一位置，用于与空中对应的无人机进行通信，车载节点固定在控制席位通信范围内的任意位置上，以与控制席位和处于通信范围内的其他车辆节点相互通信，形成相对稳定的车载网；

单兵节点均位于车载网的外围，每个单兵的位置随时间变动，且运动方向随机，且任一单兵节点能与处于通信范围内的其他单兵节点相互通信，形成动态变化的单兵网，从而将探路网分成两层。

为实现上述目的，本发明利用上述提出的探路网拓扑结构进行路由的方法，其特征在于，包括如下：

(1)限定路由的目的节点为任意车载节点；限定路由的中继节点为位于车载网通信范围之内的单兵节点；限定路由的源节点为位于车载网通信范围之外，且在其通信范围内存在中继节点的单兵节点；