[发明专利]一种基于能耗和链路质量的路由选择方法

说明书

本公开是关于一种基于能耗和链路质量的路由选择方法，该方法包括：建立软件定义飞行自组网模型，该模型包括一个控制节点和多个传输节点；多个传输节点在一个广播间隔时间内，分别生成各自的属性数据包，并将各自的属性数据包分别上传给控制节点；控制节点根据接收到的所有属性数据包生成网络拓扑，并根据生成的网络拓扑，利用蚁群优化算法分别计算出每个传输节点的选择概率，最后通过该选择概率确定最佳路由进行数据传输。本公开不仅能够保证较低的网络时延和网络开销，同时提高了网络吞吐量，而且能够保证所有传输节点能量消耗的均衡性，使每个传输节点的综合性能表现优异。

技术领域

本公开涉及无线网络技术领域，尤其涉及一种基于能耗和链路质量的路由选择方法。

背景技术

当前无人机已广泛应用于军事领域，但面对当前战场对抗程度高、作战范围广和信息量大等特点，单架无人机独立工作已无法满足战场需求，因此多无人机协作构成飞行编队遂行作战任务已成为当前研究热点。而基于自组网络提出的飞行自组网(Flying Ad-Hoc Network，FANET)可以为多无人机之间提供可靠实时的网络通信，成为解决多无人机协作问题的良好方案。

但随着无线网络规模和复杂程度逐渐增加，FANET网络架构产生了诸多问题，例如数据传输时需要经过多层协议栈转发，增加了网络时延；FANET网络架构内功能模块分布零散，反复调用造成不必要的资源浪费；存储能力受限导致路由表容量有限，控制不灵活等问题。因此，针对当前FANET路由存在的种种问题，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题，以确定最优路由路径进行数据传输。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种基于能耗和链路质量的路由选择方法，以确定最优路由路径进行数据传输。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于能耗和路由质量的路由选择方法，该方法包括以下步骤：

建立软件定义飞行自组网模型，该模型包括一个控制节点和多个传输节点；

多个所述传输节点在一个广播间隔时间内，分别生成各自的属性数据包，并将各自所述属性数据包分别上传给所述控制节点；

所述控制节点根据接收到的所有所述属性数据包生成网络拓扑；

所述控制节点根据所述网络拓扑，利用蚁群优化算法分别计算出每个所述传输节点的选择概率，并通过该选择概率确定最佳路由进行数据传输；

多个所述传输节点在下一个广播间隔时间，重复上述步骤，所述控制节点利用每个所述传输节点的更新后的属性数据包重新生成网络拓扑，并重新确定最佳路由进行数据传输。

本公开的一示例性实施例中，建立所述软件定义飞行自组网模型的步骤包括：将包含n个传输节点的软件定义飞行自组网建模为一个无向图G＝〈V,E，其中，E表示链路集合；V＝{C,TN}表示软件定义飞行自组网中所有节点的集合，其中，C表示控制节点；TN＝{v₁,v₂,…,v_n} 表示传输节点的集合，v_n表示第n个传输节点。

本公开的一示例性实施例中，在所述软件定义飞行自组网模型中，所有所述传输节点构成一个同构网络，且所有所述传输节点的初始状态相同；所有所述传输节点均在同一高度飞行，任意两个所述传输节点均不在同一位置；所有所述传输节点的通信范围均为半径为R的圆形区域；

所述控制节点能够保持对所有所述传输节点的集中控制。

本公开的一示例性实施例中，多个所述传输节点生成各自的属性数据包含以下步骤：