[发明专利]一种面向能量均衡高可靠传输的无人机自组织网络路由方法

权利要求书

1.一种面向能量均衡高可靠传输的无人机自组织网络路由方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将无人机节点的信道划分为控制信道与数据业务信道，并设计相应的控制信令帧和数据帧；

步骤2：每一个无人机节点通过控制信道周期性发送Hello控制信令帧与覆盖范围内的无人机节点通信，建立覆盖范围内的邻居节点信息表，以及最短跳数表包括邻居节点信息表中的邻居节点最短跳数表；

步骤3：源节点即无人机发送节点发送路由请求帧RREQ，源节点通过邻接路由选择算法查找最优转发节点，通过不断转发将控制信令帧发送到目标无人机节点；

步骤4：无人机目标节点收到路由请求帧RREQ后生成路由响应帧RREP，并沿着请求帧RREQ转发的逆向路径发送给源节点，建立从无人机源节点到无人机目标节点的路由。

2.根据权利要求1所述的控制信道和业务信道，其特征在于，总带宽分割为控制信道和业务信道，其中控制信道占很小带宽，控制信道用于发送Hello信令帧、路由请求RREQ、路由响应RREP，业务信道传输数据帧。

3.根据权利要求1所述的节点与覆盖范围内的节点通信，其特征在于，所述步骤2建立邻居节点信息表为以下步骤：

步骤(2.1)：每个无人机节点给其通信范围内的目标无人机节点发送包含无人机发送节点信息Ω的Hello信令帧，其中节点信息Ω包括节点自身ID、节点剩余电量值E、最短跳数表和无人机发送节点与目标无人机节点的连接稳定性S；

步骤(2.2)：接收到Hello信令帧的目标无人机节点存储无人机发送源节点的节点信息Ω，更新自己的最短跳数表；

步骤(2.3)：无人机发送节点每隔一定时间重新发送一次Hello信令帧，每个目标无人机节点接收到新的Hello信令帧时更新自己的邻居目标无人机节点信息表和最短跳数表。

4.根据权利要求3所述的节点间稳定性，其特征在于，每当两个邻居节点即发送节点与目标节点之间完成一次可靠数据传输，则在缓存中记录，累计次数S为两节点之间数据成功交互的次数，S表示邻居节点之间链路的稳定性。

5.根据权利要求3所述的最短跳数表，其特征在于，目标节点接收来自邻居节点的Hello信令帧，Hello信令帧内包括邻居节点的最短跳数表，更新目标节点自己的最短跳数表，记录目标节点到其他所有节点的最短跳数，目标节点的邻居节点到该节点的最短跳数值为count＝1。

6.根据权利要求5所述的更新最短跳数表，其特征在于，所述更新最短跳数表为以下步骤：

步骤(6.1)目标无人机节点接受到邻居发送节点发送的Hello信令帧，检查当前节点的跳数表中是否存在邻居发送节点跳数表中的节点ID，若存在，转到步骤(6.2)，若不存在，转到步骤(6.3)；

步骤(6.2)比较同一发送节点k在当前的跳数表中跳数值count_k和在邻居发送节点的跳数表中跳数值count_k′，若满足count_k＞count_k′+1，则更新当前发送节点的跳数表中节点k的跳数，转到步骤(6.3)，否则不更新跳数值；

步骤(6.3)将发送无人机节点的跳数count_k′+1和发送无人机节点ID记录在当前节点的跳数表中。

7.根据权利要求书1所述的邻接路由选择算法，其特征在于，所述步骤4的发送路由请求分为以下步骤：

步骤(4.1)：当前节点寻找目的节点的ID是否存在自己的邻居节点信息表中；若存在转步骤(4.5)，若不存在，转步骤(4.2)；

步骤(4.2)：当前节点即源节点即无人机发送节点n_i从邻居节点信息表中获取每个邻居节点k的剩余电量e_ik、稳定性s_ik、当前节点到目标节点的最短跳数值n_id和邻居节点到目的地d的最短跳数值n_kd；

步骤(4.2)：计算当前节点i的邻居节点k的激励值R_k，其中，ω₁、ω₂、ω₃为权重系数，由指标的重要性决定，且满足ω₁+ω₂+ω₃＝1；

步骤(4.4)：计算转发到邻居节点k的概率P_k，则其中，C_i为该当前节点i所有邻居节点k的集合；

步骤(4.5)：选择转发概率值P_k最高的邻居节点为中继节点，如果存在多个P_k相等，则从其中随机选择一个邻居节点作为中继节点，中继节点在缓存中记录路径信息；

步骤(4.6)：转发RREQ至中继节点，然后转步骤(4.1)。

步骤(4.7)：目标节点的转发概率P_k＝1，当前节点直接将RREQ转发给目标节点。