[發明專利]一種無人機自組網絡移動性預測的多徑路由協議方法

在審

• 申請號: 202210137735.3
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114390631A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李寧;李云;蘇開榮;朱陽;張明鑫
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/12;H04W40/20;H04W40/36;H04W84/18;H04L41/14;H04L41/147
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種無人機自組網絡移動性預測的多徑路由協議方法，其特征在于，包括：根據無人機移動路徑建立無人機移動節點系統模型；根據構建的無人機移動節點系統模型采用多徑路由算法建立主備份路由，其中主備份路由包括主路徑和備份路徑；獲取待預測節點的信息，將節點信息輸入到節點移動性預測模型中，得到該節點的移動性預測結果，根據預測結果執行路由切換。

2.根據權利要求1所述的一種無人機自組網絡移動性預測的多徑路由協議方法，其特征在于，采用多徑路由算法建立主備份路由的過程包括：在原節點和目的節點之間建立多條可用路由，將其中鏈路質量最好的路由作為主路由；根據節點的剩余能量,利用高斯馬爾科夫移動模型預測節點下一時刻的位置，當預測出鄰居節點超出通信范圍或者鏈路即將失效時，則提前切換到備份路由。

3.根據權利要求1所述的一種無人機自組網絡移動性預測的多徑路由協議方法，其特征在于，將節點信息輸入到移動性預測模型中的過程包括：節點的信息包括節點的剩余能量、鏈路失效時間以及節點的信號強度；

將節點的剩余能量對輸入到基于剩余能量的節點移動性預測模型中進行移動性預測；若預測鄰居節點的穩定性小于零，則對該鄰居節點設置警告值，若預測鄰居節點的穩定性大于零，則該鄰居節點作為切換路由；

采用高斯馬爾科夫移動模型獲取兩個相鄰節點的位置和移動信息，根據相鄰節點的位置和移動信息計算兩個節點之間的鏈路失效時間；將兩個節點之間的鏈路失效時間輸入到基于鏈路失效時間的節點移動性預測模型中進行移動性預測；當預測到兩個相鄰節點的鏈路失效時間小于等于零時，則對該鄰居節點設置警告閾值，否則將該鄰居節點作為切換路由；

獲取各個節點接收的接收包，并根據接收包探測發包節點的功率大小；根據發包節點的功率大小對該節點進行移動性預測；若預測鄰居節點的穩定性小于零，則對該鄰居節點設置警告值，若預測鄰居節點的穩定性大于零，則該鄰居節點作為切換路由。

4.根據權利要求3所述的一種無人機自組網絡移動性預測的多徑路由協議方法，其特征在于，獲取節點的剩余能量的過程包括：設置節點的初始能量E₀，計算該節點執行一次路由消耗的能量E_i，根據初始能量和消耗的能量計算節點的剩余能量；節點執行一次路由消耗的能量的公式為：

E_i＝P₁T₁+P₂T₂＝P₁L₁/V₁+P₂L₂/V₂

其中，P₁表示節點i接收數據功率，T₁表示接收數據分組時長，L₁表示接收數據分組包長，V₁表示數據接收速率，P₂表示節點i發送數據功率，T₂表示發送數據分組時長，L₂表示發送數組分組包長，V₂表示數據發送速率。

5.根據權利要求3所述的一種無人機自組網絡移動性預測的多徑路由協議方法，其特征在于，計算兩個節點之間的鏈路失效時間的過程包括：采用GPS系統獲取兩個節點m和n的信息，該信息包括節點的坐標、節點移動的平均速度、節點的移動方向以及兩個節點的傳輸半徑r；根據兩個節點的信息計算鏈路失效時間。