[发明专利]无人机网络通信的路由方法

权利要求书

1.一种无人机网络通信的路由方法，其特征是：含有以下步骤：

步骤1、随机部署无人机网络节点；

步骤2、无人机网络节点之间交互链路信息和节点信息以进行链路感知和邻居发现；

步骤3、无人机网络节点根据链路信息和节点信息选举出簇首节点，未被选为簇首节点的无人机网络节点为非簇首节点；

步骤4、非簇首节点向簇首节点发送加入请求，簇首节点接收到加入请求后建立簇内拓扑结构信息；

步骤5、各簇首节点将自己建立的簇内拓扑结构信息通知到簇内的非簇首节点，让簇内的非簇首节点建立簇内拓扑结构；每个簇首节点向其它簇首节点发送表明自己是簇首的信息，簇首节点间建立簇首网络拓扑结构；

步骤6、根据链路信息、节点信息和簇内拓扑结构建立路由表；

步骤2中，无人机网络节点通过HELLO分组的交互进行链路感知；在链路感知的同时，无人机网络节点通过HELLO分组的报头收集并记录邻居节点的信息，完成邻居发现工作；

步骤3中，链路信息是表示两节点之间的链路状态的信息，链路状态含有对称双向链路状态和非对称单向链路状态；节点信息含有节点ID、节点剩余能量、节点移动速度和节点连接度；节点ID是节点在网络中的唯一标识号，节点连接度即节点的邻居节点的数量，通过节点剩余能量和节点移动速度来判断节点成为簇首的意愿的大小；

选择一个簇内权值W_i最大的节点作为簇首节点，若权值W_i最大的节点数量超过一个，则选择权值W_i最大的节点中节点ID最小的节点作为簇首节点；

节点的权值W_i的计算公式如下：

W_i＝w₁*H_i+w₂*D_i，w₁+w₂＝1，

式中，H_i表示节点成为簇头的意愿，D_i表示节点连接度，w₁、w₂分别表示H_i和D_i的权重值。

2.根据权利要求1所述的无人机网络通信的路由方法，其特征是：所述步骤6完成后，当发生无人机网络节点的加入、移动或离开时，无人机网络节点通过发送信息来维护簇内拓扑结构和路由表。

3.根据权利要求1所述的无人机网络通信的路由方法，其特征是：所述步骤4中，当一个非簇首节点收到其它节点的加入簇的请求消息时，则该非簇首节点成为一个新簇的簇首节点，该非簇首节点原来申请加入的簇称为旧簇，该非簇首节点告知旧簇的簇首节点后，旧簇的簇首节点将该非簇首节点从簇内拓扑结构中删除。

4.根据权利要求3所述的无人机网络通信的路由方法，其特征是：所述步骤4中，非簇首节点向其选择的簇首节点发送CLU分组，请求加入该簇，簇首节点接收到该CLU分组后，将其记录到簇内拓扑结构信息中。

5.根据权利要求1所述的无人机网络通信的路由方法，其特征是：所述步骤5中，当簇首节点建立好簇内拓扑结构信息后，通过TC分组告知簇内的非簇首节点，簇内的非簇首节点根据簇首节点广播的TC分组的信息建立本簇的簇内拓扑结构；各簇首节点间通过CLU分组的交互建立簇首网络拓扑结构。

6.根据权利要求1所述的无人机网络通信的路由方法，其特征是：所述步骤6中，先将同一簇内的邻居节点加入到路由表中，跳数为1；再将同一簇内的非邻居节点加入到路由表中，跳数为2；簇首节点将其它邻居簇首节点加入路由表中，跳数为1。

7.根据权利要求1所述的无人机网络通信的路由方法，其特征是：所述步骤6完成后，当有无人机网络节点加入簇时，欲加入的无人机网络节点先侦听到各簇首节点广播的信息分组，然后通过接收到的信息分组报头信息计算每个簇首节点的权值W_i，选取权值W_i最大的那个簇首节点所在的簇作为要加入的簇，向该权值W_i最大的簇首节点发送加入簇的请求；

当一个簇内的非簇首节点移动到另一个簇时，该非簇首节点向该另一个簇的簇首节点发送加入簇的请求，该另一个簇的簇首节点将该非簇首节点添加到簇内拓扑结构信息中并广播给簇内成员；当一个簇首节点移动到其它簇时，需要和其它簇中原有的簇首节点进行竞争，权值W_i大的节点作为簇首节点，权值W_i小的节点成为非簇首节点；

当一个簇内的非簇首节点退出簇时，该簇中的各节点维护的与该非簇首节点相关的本地链路表项就会失效，然后各节点就会删除相关表项，并重新计算路由表；当一个簇内的簇首节点退出簇前，先从簇内选择一个权值W_i最大的非簇首节点作为新的簇首节点，并广播消息分组以给本簇的非簇首节点和其它簇的簇首节点，本簇的非簇首节点对簇内拓扑结构进行修改，其它簇的簇首节点向该新的簇首节点发送消息分组，该新的簇首节点将接收到的信息添加到簇首拓扑表中。