[发明专利]无人机自组网中数据包的限制泛洪转发方法

权利要求书

1.一种无人机自组网中数据包的限制泛洪转发方法，有下列步骤：

步骤一，网络内节点创建延迟转发队列；

步骤二，计算网络内单位延迟时间；

步骤三，划分延迟转发区间；

步骤四，节点等待接收待转发数据包，并测量此数据包的信号干扰噪声比；

步骤五，检查延迟转发队列中是否有相同数据包；

步骤六，根据信号干扰噪声比计算延迟时间；

步骤七，将待转发的数据包插入到延迟转发队列中；

步骤八，等待延迟转发队列计时器超时；

利用延迟队列，取消转发优先级更高的节点能够取消转发优先级较低节点延迟队列中的相同数据包的转发，从而有效的限制了无人机自组网中的泛洪；

其特征在于：

无人机自组网中各个节点不通过互相通信来确定转发优先级，而是通过设置不同的延迟转发区间，高优先级的节点广播会限制低优先级的节点广播；

无人机自组织网络中，第一架无人机NID₁的身份为源节点，第a架无人机NID_a的身份为目的节点；第五架无人机NID₅属于第一架无人机NID₁的近邻节点之一，且第五架无人机NID₅的转发优先级高于其他近邻节点；第八架无人机NID₈属于第五架无人机NID₅的近邻节点之一，且第八架无人机NID₈的身份为转发节点；

在无人机自组网中的有效通信范围里，无人机NID₁的近邻节点集合记为且NID₂为第二架无人机；NID₃为第三架无人机；NID₄为第四架无人机；NID₅为第五架无人机；NID₆为第六架无人机；

在无人机自组网中的有效通信范围里，无人机NID₅的近邻节点集合记为且NID₇为第七架无人机；NID₈为第八架无人机；NID₉为第九架无人机；NID₁₀为第十架无人机；

在无人机自组网中的有效通信范围里，无人机NID₈的近邻节点集合记为且NID_a-1为第a-1架无人机；NID_a为第a架无人机；NID_A为第A架无人机；

在无人机自组网中的有效通信范围里，无人机NID_a-1的近邻节点集合记为且

在无人机自组网中的第二个数据包data₂被源节点广播至网络中的所有节点，为了限制无人机自组网内所述第二个数据包data₂被重复广播发送造成的泛洪，需要限制近邻节点对所述第二个数据包data₂的重复转发；

具体步骤为：

步骤1，源节点广播数据包，无人机自组织网络中该源节点的近邻节点接收该数据包；

源节点身份的无人机NID₁广播第二个数据包data₂，近邻节点集合中的各个无人机接收所述数据包data₂，并记录下节点－接收信息；即

步骤2，邻近节点接收到数据包后，计算信号干扰噪声比；

采用信号干扰噪声比进行无人机NID₂接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比进行无人机NID₃接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比进行无人机NID₄接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比进行无人机NID₅接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比进行无人机NID₆接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

步骤3，邻近节点接收到数据包后，查表获取信号干扰噪声比与延迟转发区间的对应关系；

将步骤二得到的SINR值与信号干扰噪声比与延迟转发区间的对应关系进行比对，查找出近邻节点对应的信号干扰噪声比与转发延时区间的对应关系；

步骤4，邻近节点根据单位延迟时间计算数据包的转发延迟时间；

从延迟转发区间[χ,η)范围中选取转发延迟时间所述转发延迟时间是属于延迟转发区间[χ,η)中的任意一个值；

步骤5，初始时的邻近节点的创建延迟转发队列；

延迟转发队列中数据包按照相应数据包发送时间依次排列；节点NID_a的延迟转发队列记为

第二架无人机NID₂的第一次延迟转发队列

第三架无人机NID₃的第一次延迟转发队列

第四架无人机NID₄的第一次延迟转发队列

第五架无人机NID₅的第一次延迟转发队列

第六架无人机NID₆的第一次延迟转发队列

步骤6，邻近节点计算数据包的发送时间；

由于接收数据包的节点上记录了数据包被接收的时间，通过接收时间加上转发延迟时间，得到数据包的发送时间；

第二架无人机NID₂接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第二架无人机NID₂上的发送时间为

第三架无人机NID₃接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第三架无人机NID₃上的发送时间为

第四架无人机NID₄接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第四架无人机NID₄上的发送时间为

第五架无人机NID₅接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第五架无人机NID₅上的发送时间为

第六架无人机NID₆接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第六架无人机NID₆上的发送时间为

步骤7，依据转发延迟时间将数据包插入延迟转发队列中；

依据发送时间以及与延迟转发队列中已有数据包的关系对第二架无人机NID₂的延迟转发队列进行修改，第二架无人机NID₂的第二次延迟转发队列为

依据发送时间以及与延迟转发队列中已有数据包的关系对第三架无人机NID₃的延迟转发队列进行修改，第三架无人机NID₃的第二次延迟转发队列为

依据发送时间以及与延迟转发队列中已有数据包的关系对第四架无人机NID₄的延迟转发队列进行修改，第四架无人机NID₄的第二次延迟转发队列为

依据发送时间以及与延迟转发队列中已有数据包的关系对第五架无人机NID₅的延迟转发队列进行修改，第五架无人机NID₅的第二次延迟转发队列为

依据发送时间以及与延迟转发队列中已有数据包的关系对第六架无人机NID₆的延迟转发队列进行修改，第六架无人机NID₆的第二次延迟转发队列为

步骤8，第五架无人机延迟转发队列计时器超时，第五架无人机广播第二个数据包；第五架无人机的近邻节点接收第二个数据包；

第五架无人机NID₅的近邻节点集合记为且所述中的各个无人机接收所述数据包data₂，并记录下节点－接收信息，即

步骤9，重复近邻节点接收到重复的数据包，剔除延迟转发队列中的数据包；

为了避免多个节点重复发送相同数据包，重复近邻节点接收到重复的数据包之后会将该数据包从其延迟转发队列中剔除，即取消该数据包的发送，达到减少无人机自组网数据包广播过程中的发送数量；

从第一架无人机NID₁的近邻节点集合与第五架无人机NID₅的近邻节点集合中提取出重复节点，记为且

将数据包data₂从第二架无人机NID₂的延迟转发队列中剔除，延迟转发队列修改后为

将数据包data₂从第三架无人机NID₃的延迟转发队列中剔除，延迟转发队列修改后为

将数据包data₂从第四架无人机NID₄的延迟转发队列修改为中剔除，延迟转发队列修改后为

将数据包data₂从第六架无人机NID₆的延迟转发队列修改为中剔除，延迟转发队列修改后为

步骤10，非重复近邻节点接收到数据包后，计算信号干扰噪声比；

依据信号干扰噪声比分别计算非重复邻近节点接收数据包的SINR值；

非重复邻近节点为

采用信号干扰噪声比SINR进行第七架无人机NID₇接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比SINR进行第八架无人机NID₈接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比SINR进行第九架无人机NID₉接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比SINR进行第十架无人机NID₁₀接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

步骤11，非重复邻近节点接收到数据包后，查表获取信号干扰噪声比与延迟转发区间的对应关系；

将步骤10得到的SINR值与信号干扰噪声比与延迟转发区间的对应关系进行比对，查找出近邻节点对应的信号干扰噪声比与转发延时区间的对应关系；

步骤12，非重复邻近节点根据单位延迟时间计算数据包的转发延迟时间；

第七架无人机NID₇接收到数据包data₂时，对应着的转发延迟时间落入了对应组pair_2所对应的延迟转发区间[T_delay,2T_delay)；

第八架无人机NID₈接收到数据包data₂时，对应着的转发延迟时间落入了对应组pair_1所对应的延迟转发区间[0,T_delay)；

第九架无人机NID₉接收到数据包data₂时，对应着的转发延迟时间落入了对应组pair_1所对应的延迟转发区间[0,T_delay)；

第十架无人机NID₁₀接收到数据包data₂时，对应着的转发延迟时间落入了对应组pair_3所对应的延迟转发区间[2T_delay,3T_delay)；

步骤13，非重复初始时的邻近节点的创建延迟转发队列；

第七架无人机NID₇的延迟转发队列

第八架无人机NID₈的延迟转发队列

第九架无人机NID₉的延迟转发队列

第十架无人机NID₁₀的延迟转发队列

步骤14，非重复邻近节点计算数据包的发送时间；

第七架无人机NID₇接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第七架无人机NID₇上的发送时间为

第八架无人机NID₈接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第八架无人机NID₈上的发送时间为

第九架无人机NID₉接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第九架无人机NID₉上的发送时间为

第十架无人机NID₁₀接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第十架无人机NID₁₀上的发送时间为

步骤15，依据转发延迟时间将数据包插入延迟转发队列中；

依据发送时间以及与第七架无人机NID₇的延迟转发队列中已有数据包的关系第七架无人机NID₇的延迟转发队列修改为

依据发送时间以及与第八架无人机NID₈的延迟转发队列中已有数据包的关系第八架无人机NID₈的延迟转发队列修改为

依据发送时间以及与第九架无人机NID₉的延迟转发队列中已有数据包的关系第九架无人机NID₉的延迟转发队列修改为

依据发送时间以及与第十架无人机NID₁₀的延迟转发队列中已有数据包的关系第十架无人机NID₁₀的延迟转发队列修改为

步骤16，第八架无人机延迟转发队列计时器超时，第八架无人机广播第二个数据包；第八架无人机的近邻节点接收第二个数据包；

第八架无人机NID₈的近邻节点集合记为且所述中的各个无人机接收所述数据包data₂，并记录下节点－接收信息，即

步骤17，重复近邻节点接收到重复的数据包，剔除延迟转发队列中的数据包；

为了避免多个节点重复发送相同数据包，重复近邻节点接收到重复的数据包之后会将该数据包从其延迟转发队列中剔除，即取消该数据包的发送，达到减少无人机自组网数据包广播过程中的发送数量；

从第五架无人机NID₅的近邻节点集合与第八架无人机NID₈的近邻节点集合中提取出重复节点，记为且

将数据包data₂从第七架无人机NID₇的延迟转发队列中剔除，延迟转发队列修改后为

将数据包data₂从第九架无人机NID₉的延迟转发队列中剔除，延迟转发队列修改后为

将数据包data₂从第十架无人机NID₁₀的延迟转发队列修改为中剔除，延迟转发队列修改后为

步骤18，非重复近邻节点接收到数据包后，计算信号干扰噪声比；

依据信号干扰噪声比分别计算非重复邻近节点接收数据包的SINR值；

非重复邻近节点为

采用信号干扰噪声比SINR进行第A架无人机NID_A接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比SINR进行第a-1架无人机NID_a-1接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

采用信号干扰噪声比SINR进行第a架无人机NID_a接收数据包data₂的信号质量计算，得到数据包data₂的SINR值，记为

步骤19，非重复邻近节点接收到数据包后，查表获取信号干扰噪声比与延迟转发区间的对应关系；

将步骤18得到的SINR值与信号干扰噪声比与延迟转发区间的对应关系进行比对，查找出近邻节点对应的信号干扰噪声比与转发延时区间的对应关系；

步骤20，非重复邻近节点根据单位延迟时间计算数据包的转发延迟时间；

第A架无人机NID_A接收到数据包data₂时，对应着的转发延迟时间落入了对应组pair_2所对应的延迟转发区间[T_delay,2T_delay)；

第a-1架无人机NID_a-1接收到数据包data₂时，对应着的转发延迟时间落入了对应组pair_1所对应的延迟转发区间[0,T_delay)；

第a架无人机NID_a接收到数据包data₂时，对应着的转发延迟时间落入了对应组pair_2所对应的延迟转发区间[T_delay,2T_delay)；

步骤21，非重复初始时的邻近节点的创建延迟转发队列；

第A架无人机NID_A的延迟转发队列

第a-1架无人机NID_a-1的延迟转发队列

第a架无人机NID_a的延迟转发队列

步骤22，非重复邻近节点计算数据包的发送时间；

第A架无人机NID_A接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第A架无人机NID_A上的发送时间为

第a-1架无人机NID_a-1接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第a-1架无人机NID_a-1上的发送时间为

第a架无人机NID_a接收数据包data₂的时间为转发延迟时间为则数据包data₂在第a架无人机NID_a上的发送时间为

步骤23，依据转发延迟时间将数据包插入延迟转发队列中；

依据发送时间以及与第A架无人机NID_A的延迟转发队列中已有数据包的关系第A架无人机NID_A的延迟转发队列修改为

依据发送时间以及与第a-1架无人机NID_a-1的延迟转发队列中已有数据包的关系第a-1架无人机NID_a-1的延迟转发队列修改为；

依据发送时间以及与第a架无人机NID_a的延迟转发队列中已有数据包的关系第a架无人机NID_a的延迟转发队列修改为

步骤24，第a－1架无人机延迟转发队列计时器超时，第a－1架无人机广播第二个数据包；第a-1架无人机的近邻节点接收第二个数据包；

第a-1架无人机NID_a-1的近邻节点集合记为且所述中的各个无人机接收所述数据包data₂，并记录下节点－接收信息，即

步骤25，重复近邻节点接收到重复的数据包，剔除延迟转发队列中的数据包；

为了避免多个节点重复发送相同数据包，重复近邻节点接收到重复的数据包之后会将该数据包从其延迟转发队列中剔除，即取消该数据包的发送，达到减少无人机自组网数据包广播过程中的发送数量；

从第八架无人机NID₈的近邻节点集合与第a-1架无人机NID_a-1的近邻节点集合中提取出重复节点，记为且

将数据包data₂从第A架无人机NID_A的延迟转发队列中剔除，延迟转发队列修改后为

将数据包data₂从第a架无人机NID_a的延迟转发队列中剔除，延迟转发队列修改后为

步骤26，无人机自组网所有节点都接收到第二个数据包，所有节点的延迟转发队列中不包括第二个数据包；

第a-1个节点发送过第二个数据包data₂之后，将数据包data₂第A架无人机NID_A和第a架无人机NID_a的延迟转发队列和中剔除，则网络中所有节点的延迟转发队列中均不包括第二个数据包，至此限制泛洪转发完成。