[发明专利]一种基于动态拓扑的无人机网络OLSR路由自适应方法

说明书

一种基于动态拓扑的无人机网络OLSR路由自适应策略，涉及无人机网络OLSR路由自适应策略的技术领域。本发明利用卡尔曼滤波算法得到节点下一个状态的仿真结果；计算现在的节点间距离N和预测的节点间距离M；得到两个节点的Hello消息的广播周期，对于第一次收到新节点的Hello信息，将剩余两次Hello信息的广播周期减小到最优值，同时不再接收任何新的Hello信息。当无人机群在网络中频繁移动时，节点通过卡尔曼滤波算法预测线性移动节点的状态，路由协议可以动态检测出拓扑是否发生变化，自适应地调整其控制消息的广播周期。

技术领域

本发明涉及基于动态拓扑的无人机网络OLSR路由自适应方法的技术领域。

背景技术

在多无人机节点的网络中，任何节点的移动都有可能引起网络拓扑结构的改变。移动网络拓扑的频繁变化会造成整体网络性能的大幅度波动，甚至严重地下降。适用于无人机自组织网络的路由协议能够动态检测拓扑变化是此领域最重要的研究目标之一。目前现有的主要动态路由协议，如基于链路状态的路由协议OSPF协议，基于距离矢量的路由协议RIP协议，或是基于优化链路状态的路由协议OLSR协议，这些路由协议通过周期性或触发性交互连通关系以获得网络拓扑结构，当网络发生变化时，通过这些更新的连通关系，可以计算出新的拓扑表或路由表。

传统的路由协议使用固定广播周期的Hello消息去检测网络拓扑，这种策略显然无法根据动态拓扑的变化自适应去调整路由参数，在无人机群动态组网的军事战术中显得过于死板。传统的路由协议仅在节点链路通断关系发生变化时才发起拓扑更新消息，如Hello和TC消息。在节点快速运动的环境下，这些拓扑更新消息传播到网络中需要一定的时间，在此期间内，原有的路由表中部分路由为旧的失效路由，部分数据由于这些路由表错误而出现转发丢失。此外，在网络尚未完全连通情况下，数据也可能因为没有路由而无法发送出去。这些情况将会降低网络的吞吐量，增加数据的传输时延。

发明内容

本发明目的是提供一种基于动态拓扑的无人机网络OLSR路由自适应方法，当无人机群在网络中频繁移动时，节点通过卡尔曼滤波算法预测线性移动节点的状态，路由协议可以动态检测出拓扑是否发生变化，自适应地调整其控制消息的广播周期。不需要提前安排任务的时间点，其可以主动对网络拓扑进行预测，一旦发现拓扑有变化的趋势便自适应调整相应的路由参数。

一种基于动态拓扑的无人机网络OLSR路由自适应方法，包括如下步骤：

步骤1)利用卡尔曼滤波算法得到节点下一个状态的仿真结果；

步骤2)计算现在的节点间距离N和预测的节点间距离M；

步骤3)判断现在的节点间距离N是否大于等于最大有效距离L且小于R,同时预测的节点间距离M大于R,其中R为节点的通信范围，若判断为是则执行下一步,若判断为否则执行步骤7)；

步骤4)得到其中公式中H是两个节点的Hello消息的广播周期，T是节点最大有效通信时间，R是节点的通信范围，N是现在的节点间距离，v是邻居节点的相对速度；

步骤5)路由协议发送第三个Hello信息，若为是则执行下一步，若为否则返回上一步；

步骤6)设定并返回第一步；其中公式中H是两个节点的Hello消息的广播周期，T是节点最大有效通信时间，R是节点的通信范围，N是现在的节点间距离，v是邻居节点的相对速度；

步骤7)判断节点是否是第一次收到新节点的Hello信息，若为是则执行下一步，若为否则返回第一步；

步骤8)将剩余两次Hello信息的H减小到最优值，同时不再接收任何新的Hello信息；

步骤9)对步骤8)的结果进行判断，若为是则将H恢复为默认值，同时返回步骤1)；若为否则返回步骤7)。