[发明专利]基于链路生存时间的MPR备份方法

权利要求书

1.基于链路生存时间的MPR备份方法，其特征在于，包括：

S1、卫星节点周期性向外广播Hello分组消息和接收来自于邻居节点周期性向外广播的Hello分组消息；Hello分组消息包括卫星节点的邻居节点、链路状态信息及发送消息时的位置坐标和时间戳；

S2、根据卫星节点和其邻居节点的Hello分组消息生成邻居表，之后预测卫星自组织网络中每个卫星节点与其邻居节点间的链路生存时间；

S3、选取卫星节点的MPR节点加入MPR集中，之后在初始状态与卫星自组织网络拓扑图相同的临时网络拓扑图A中删除与卫星节点具有唯一通路的2跳邻居节点及已选取为MPR节点的1跳邻居节点；

S4、判断临时网络拓扑图A中卫星节点的1跳邻居节点是否存在2跳邻居节点，若存在，进入步骤S5，否则，输出MPR集；

S5、将1跳邻居节点作为卫星节点对应2跳邻居节点的备选MPR备份节点，并判断是否存在至少两个备选MPR备份节点，若是，进入步骤S6，否则进入步骤S7；

S6、选择具有最高可靠度的备选MPR备份节点作为备份MPR节点加入MPR集，删除临时网络拓扑图A中其覆盖的所有2跳邻居节点，并进入步骤S8；

S7、选择唯一备选MPR备份节点作为备份MPR节点加入MPR集，删除临时网络拓扑图A中其覆盖的2跳邻居节点，并进入步骤S8；

S8、判断在临时网络拓扑图A中卫星节点是否存在2跳邻居节点，若是，返回步骤S4，否则输出带有备份MPR节点的MPR集；

所述选取卫星节点的MPR节点加入MPR集中进一步包括：

A1、判断卫星自组织网络拓扑图中卫星节点与其2跳邻居节点间是否具有唯一通路的1跳邻居节点；若有进入步骤A2，否则进入步骤A4；

A2、将卫星节点与其2跳邻居节点间具有唯一通路的1跳邻居节点作为MPR节点加入MPR集中，并在初始状态与卫星自组织网络拓扑图相同的临时网络拓扑图B中删除MPR节点及其覆盖的所有2跳邻居节点；

A3、判断临时网络拓扑图B中卫星节点的所有2跳邻居节点是否都被删除，若是进入步骤A7，否则进入步骤A4；

A4、获取临时网络拓扑图B中卫星节点的所有1跳邻居节点的到达性，并判断到达性最高的1跳邻居节点的数量是否大于1，若是进入步骤A5，否则，将到达性最高的1跳邻居节点作为MPR节点加入MPR集中，并进入步骤A6；

A5、根据到达性最高的1跳邻居节点和卫星节点、与通过其可达2跳邻居节点的链路生存时间，计算到达性最高的1跳邻居节点的可靠度，并将可靠度最高的1跳邻居节点作为MPR节点加入MPR集中，并进入步骤A6；

A6、在临时网络拓扑图B中删除MPR节点及其覆盖的所有2跳邻居节点，并判断临时网络拓扑图B中卫星节点的所有2跳邻居节点是否都被删除，若是进入步骤A7，否则返回步骤A1；

A7、完成卫星节点的MPR节点选取；

所述可靠度的计算公式为：

其中，LI为可靠度；t₁为卫星节点与1跳邻居节点的链路生存时间；t′_i为1跳邻居节点与其所覆盖的第i个2跳邻居节点的链路生存时间；n为1跳邻居节点的到达性。

2.根据权利要求1所述的基于链路生存时间的MPR备份方法，其特征在于，预测每个卫星节点与邻居节点间的链路生存时间的方法包括：

S21、邻居节点b记录其连续两次接收到卫星节点广播的Hello分组消息的时间t₁、时间t₂及卫星节点连续两次广播Hello分组消息时的位置坐标；

S22、邻居节点b根据接收到的卫星节点位置坐标及时间t₁、时间t₂，计算卫星节点瞬时运动速度

S23、邻居节点b通过提取自身轨道信息得到自身t₁、t₂两个时刻的位置信息，根据位置信息和时间差计算邻居节点b的瞬时运动速度

S24、根据瞬时运动速度和瞬时运动速度计算卫星节点相对于邻居节点b的相对运动速度

S25、根据相对运动速度及卫星节点和邻居节点b的位置坐标，计算卫星节点与邻居节点b的链路生存时间。

3.根据权利要求2所述的基于链路生存时间的MPR备份方法，其特征在于，所述链路生存时间的计算公式为：

其中，t_ab为卫星节点与邻居节点b链路生存时间；R为卫星节点的最大通信距离；为邻居节点b第二次接收到Hello分组消息时与卫星节点间的相对距离；a点为卫星节点在t₂时的位置，b点为邻居节点在t₂时的位置；c点为邻居节点b向卫星节点相对运动轨迹作垂线的垂足，分别为ab点及ac点对应的向量；α为邻居节点b第二次接收到卫星节点的Hello分组消息时与卫星节点的连线和卫星节点相对运动方向形成的夹角。