[发明专利]一种滑翔机辅助的失效链路修复方法

摘要

本发明涉及一种滑翔机辅助的失效链路修复方法，包括：簇头节点负责收集和处理簇内所有簇成员以及滑翔机发来的数据包，将数据发送给水面汇聚节点，簇头的路由表应当保存有该区域内所有的路由信息，其中每个传感器节点到达的路由是按照最短路径进行寻路，该区域的滑翔机会周期性的靠近簇头节点并将收集的环境数据转发给簇头，同时簇头会将整个簇成员间的链路中断信息传给滑翔机，以便某链路失效时可以由滑翔机及时进行修复；当收到簇头对滑翔机发出链路修复命令时，采用相应的滑翔机辅助失效链路修复路径优化算法以便滑翔机根据收到的失效链路的位置以及滑翔机本身的位置，结合滑翔机的运动特性计算最优目的地，进而完成链路恢复。

主权项

1.一种滑翔机辅助的失效链路修复方法，包括下列步骤：步骤一：中断链路的发现过程：簇头节点负责收集和处理簇内所有簇成员以及滑翔机发来的数据包，将数据发送给水面汇聚节点，簇头的路由表应当保存有该区域内所有的路由信息，其中每个传感器节点到达的路由是按照最短路径进行寻路，水下节点在没有数据需要接收和发送时，自动从活动状态进入休眠状态，该区域的滑翔机会周期性的靠近簇头节点并将收集的环境数据转发给簇头，同时簇头会将整个簇成员间的链路中断信息传给滑翔机，以便某链路失效时可以由滑翔机及时进行修复；步骤二：当收到簇头对滑翔机发出链路修复命令时，采用相应的滑翔机辅助失效链路修复路径优化算法以便滑翔机根据收到的失效链路的位置以及滑翔机本身的位置，结合滑翔机的运动特性计算最优目的地，进而完成链路恢复，方法如下：(1)滑翔机在滑翔模式下，通过浮力调节单元和姿态调节单元实现“锯齿形”剖面，而螺旋回转运动是在锯齿形运动的基础上再加上横滚调节机构的作用来实现的；根据滑翔机其动力学方程通过变步长四阶龙格‑库塔法Runge‑Kutta method进行模型数值求解出任意时刻下滑翔机的运动学参数；(2)以最小化信道衰减为目标建立多目标函数，兼顾水声信道特性和滑翔机运动特性，利用理想点法将多目标函数转化为单目标函数进行最优路径的求解；(3)在目标函数求解过程中，由于滑翔机运动轨迹受限，在进行函数求解时会出现两种情况，采取以下的解决方法：当滑翔机的轨迹覆盖范围与最优中继位置有交点时，选择交点位置为最优区域；如果没有交点则选择滑翔机轨迹中距离最优中继位置最短的点作为次优解；(4)根据计算出的最优中继位置，簇头节点即调度滑翔机到指定位置完成链路修复，恢复网络的连通性。