[發(fā)明專利]基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210513699.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN114900868B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊柱天;朱偉強(qiáng);楊蔚;劉瀚澤;楊佳敏;尹偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué);中國(guó)航天科工集團(tuán)八五一一研究所
• 主分類號(hào): H04W40/02
• 分類號(hào): H04W40/02;H04W40/10;H04W40/12;H04W40/18;H04W72/12;H04W84/18;H04W4/90
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 時(shí)起磊

1.基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、建立無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)，無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)；

S2、每個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)均根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的屬性確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕?biāo)點(diǎn)和數(shù)據(jù)傳輸方案，傳輸數(shù)據(jù)的屬性包括能量負(fù)載以及鏈路通信質(zhì)量和緊急通信；數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕?biāo)點(diǎn)為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)傳輸方案包括數(shù)據(jù)傳輸方案A和數(shù)據(jù)傳輸方案B；

當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)的屬性為能量負(fù)載以及鏈路通信質(zhì)量時(shí)，則數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕?biāo)點(diǎn)為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，選擇數(shù)據(jù)傳輸方案A；

當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)的屬性為緊急通信時(shí)，則數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪繕?biāo)點(diǎn)為目標(biāo)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，選擇數(shù)據(jù)傳輸方案B；

所述S2中選擇的數(shù)據(jù)傳輸方案A，具體過(guò)程為：

a、每個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)均接收鄰居節(jié)點(diǎn)的控制信息，得到所述控制信息的包頭，再對(duì)所述控制信息進(jìn)行提取，得到所述控制信息的內(nèi)容，所述控制信息的內(nèi)容包括鄰居節(jié)點(diǎn)的Rank值；

b、每個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的所述控制信息的包頭比較所述每個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的Rank值與鄰居節(jié)點(diǎn)的Rank值，若某個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的Rank值小于或等于鄰居節(jié)點(diǎn)的Rank值，則鄰居節(jié)點(diǎn)不能作為某個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)；否則，利用結(jié)合能量?jī)?yōu)化的Rank值計(jì)算方法選取Rank值最小的鄰居節(jié)點(diǎn)作為某個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)；

c、將b中得到所述父節(jié)點(diǎn)的控制信息發(fā)送給所述父節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)，所述父節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)重復(fù)執(zhí)行a-c，直至得到的父節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，得到數(shù)據(jù)傳輸方案A的數(shù)據(jù)傳輸路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：所述a中得到的所述控制信息的內(nèi)容還包括鄰居節(jié)點(diǎn)的能量信息、控制消息中是否含有緊急通信標(biāo)志位。

3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：所述b中否則，利用結(jié)合能量?jī)?yōu)化的Rank值計(jì)算方法選取Rank值最小的鄰居節(jié)點(diǎn)作為某個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，具體過(guò)程如下：

若某個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的Rank值大于H個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的Rank值，則H個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)作為某個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的候選父節(jié)點(diǎn)，利用結(jié)合能量?jī)?yōu)化的Rank值計(jì)算方法分別計(jì)算出H個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的Rank值，根據(jù)得到的H個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的Rank值選取H個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)中Rank值最小的一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)作為某個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：所述b中的結(jié)合能量?jī)?yōu)化的Rank值計(jì)算方法，具體過(guò)程如下：

Rank(i)＝min{Rank(p)+ω₃·EEM^P} (1)

其中，Rank(i)表示無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)i的Rank值；

Rank(p)表示候選父節(jié)點(diǎn)的Rank值；

EEM^P表示候選父節(jié)點(diǎn)的EEM值，EEM表示能量?jī)?yōu)化度量標(biāo)準(zhǔn)；

ω₃為常數(shù)項(xiàng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：所述EEM值為：

EEM＝ω₁·new_ETX+ε(σ-ω₂·new_ETX)·Node_Energy (2)

ω₁，ω₂，σ均為常數(shù)項(xiàng)；

ε(·)表示階躍函數(shù)；

new_ETX表示ETX值，ETX表征無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路通信質(zhì)量；

Node_Energy表示候選父節(jié)點(diǎn)的歷史能量總消耗值。