[發明專利]無人機控制的軟件定義無線自組織網絡的組網方法和系統

在審

• 申請號: 201910361881.2
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110167032A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 馬驍;尚婷婷;韓維佳;劉佳鑫
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W16/18;H04W24/02;H04W84/18
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司 61221
• 代理人: 李炳輝

本發明涉及無人機控制的軟件定義無線自組織網絡的組網方法和系統，所述方法包括：每個自組網節點向其鄰節點發送節點狀態信息；每個自組網節點根據接收到的節點狀態信息生成鄰節點狀態表；每個自組網節點向無人機發送自身維護的鄰節點狀態表；無人機收到鄰節點狀態表后建立和維護無線自組網的網絡狀態信息表；當有業務需要發送時，自組網節點向無人機發送業務發送請求；無人機根據數據業務信息，計算傳輸路徑，并將傳輸方案下發給自組網源節點，更新網絡狀態信息表；自組網源節點根據傳輸方案傳輸數據業務。本發明方法將所需發送的業務按照每條路徑的可用傳輸速率進行分配，有效提高了網絡的吞吐量，并降低了數據業務的完成時間。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體涉及以無人機為中心控制節點的無線自組織網絡組網方法和系統。

背景技術

無線自組織網絡是一個由幾十到上百個節點組成的、采用無線通信方式的、動態組網的多跳的移動性對等網絡。其目的是通過動態路由和移動管理技術傳輸具有服務質量要求的多媒體信息流。與傳統的無線蜂窩通信網絡相比，傳統的無線蜂窩通信網絡需要固定的網絡設備如基地站的支持，進行數據的轉發和用戶服務控制。而無線自組織網絡不需要固定設備支持，各節點即用戶終端自行組網，通信時，由其他用戶節點進行數據的轉發。這種網絡形式突破了傳統無線蜂窩網絡的地理局限性，能夠更加快速、便捷、高效地部署，適合于一些緊急場合的通信需要，如戰場的單兵通信系統。

由于，無線自組織網絡數據的轉發和用戶的服務控制都是由每個節點完成的。使得，無線自組織網絡存在網絡帶寬受限、對實時性業務支持較差、安全性不高的弊端。況且，傳統網絡把控制面和數據面緊緊耦合在網絡設備上，導致網絡管控的復雜化，網絡控制層面的新技術很難直接部署到現有的網絡上。因此，我們提出了將數據的轉發即數據層與用戶服務控制即控制層分離開的一種組網方式。在這樣的組網方式中，控制層可獲得網絡拓撲、鏈路流量等信息，從而對整個網絡進行管理，并可根據需求實現各種控制功能，靈活性和可擴展性都得到了大幅提升。這樣的架構，打破了IP層僵化的局面，開辟了網絡創新的新途徑。

由于，無人機的多功能性，靈活性和相對較小的運營開支，無人機得到了軍事和民用目的的廣泛采用。憑借各種機載傳感器，無人機在偵察，林業火災監測，地球科學研究，火山氣體采樣，人道主義觀測等領域發揮著重要作用。相關通信技術的最新發展使得飛行Adhoc傳感器網絡(FASNET)成為可能，其基本上是由無人機構成的自組織網絡。而軟件定義網絡(Software Defined Network SDN)，是由Emulex提出的一種新型網絡創新架構，其核心技術是OpenFlow通過將網絡設備控制面與數據面分離開來，從而實現了網絡流量的靈活控制，為核心網絡及應用的創新提供了良好的平臺，并且它允許網絡管理員通過在控制器上編制軟件靈活地管理網絡和部署網絡新功能。

綜上所述，為了擺脫硬件對網絡架構的限制，使管理員可以對網絡架構進行修改、靈活的控制網絡流量以及實現集中管理，提高網絡資源利用率等。我們提出了無人機控制的軟件定義無線自組織網絡的組網方法和系統。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了無人機控制的軟件定義無線自組織網絡的組網方法和系統。

本發明方法要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

無人機控制的軟件定義無線自組織網絡的組網方法，包括以下步驟：

步驟11：每個自組網節點通過業務信道向其鄰節點發送節點狀態信息；

步驟12：每個自組網節點通過業務信道接收其鄰節點發來的節點狀態信息，并根據該信息生成鄰節點狀態表；

步驟13：每個自組網節點通過控制信道向無人機發送自身維護的鄰節點狀態表；

步驟14：無人機利用接收到的鄰節點狀態表，建立和維護無線自組織網絡的網絡狀態信息表；