[发明专利]一种适用于三维空间中解决贪婪转发出现路由空洞的方法

说明书

本发明公开了一种适用于三维空间中解决贪婪转发出现路由空洞的方法，具体包括如下步骤：步骤1，构建无人机节点网络模型；步骤2，确定无人机节点通信范围与虚拟球体转发范围；步骤3，确定无人机下一个转发节点。采用本发明在三维空间中无人机自组网节点进行贪婪转发时，借用以目的节点为球心形成可变半径的虚拟球体为转发范围，逐渐增大虚拟球体半径，将被虚拟球体所接触的节点选作下一跳转发节点，进行数据的转发。

技术领域

本发明属于无人机自组网技术领域，涉及一种适用于三维空间中解决贪婪转发出现路由空洞的方法。

背景技术

无人机自组网作为一个特别的自组织网络分类被单独研究，但是目前大部分路由协议均在二维平面进行分析研究，实际上无人机自组织网络的应用场景多为三维空间，应该从三维空间的角度对无人机自组织网络进行分析。

无人机自组网的路由协议一般分为两类：一种是基于拓扑的路由协议，一种是基于地理位置的路由协议。基于拓扑的路由协议由于依赖链路状态系统信息通常不兼容第三个维度的拓展，而基于地理位置的路由协议其特征可以在三维空间中被利用。但是现有基于地理位置信息的路由协议大多适合应用于移动自组织网络等二维自组织网络，无法直接应用到三维空间中。

在二维空间中基于地理位置的贪婪转发在处理路由空洞时，都利用平面化算法进行转发，但是这些算法不适用于三维空间中基于地理位置的贪婪转发，因此需要一种新的转发方式来处理当贪婪转发失败时，出现的路由空洞问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于三维空间中解决贪婪转发出现路由空洞的方法，采用该方法在三维空间中无人机自组网节点进行贪婪转发时，借用以目的节点为球心形成可变半径的虚拟球体为转发范围，逐渐增大虚拟球体半径，将被虚拟球体所接触的节点选作下一跳转发节点，进行数据的转发。

本发明所采用的技术方案是，一种适用于三维空间中解决贪婪转发出现路由空洞的方法，具体包括如下步骤：

步骤1，构建无人机节点网络模型；

步骤2，确定无人机节点通信范围与虚拟球体转发范围；

步骤3，确定无人机下一个转发节点。

本发明的特点还在于：

步骤1的具体过程为：

步骤1.1，将N个无人机随机分布在三维空间中，每个无人机通过自身携带的GPS设备获取自身的位置信息；

步骤1.2，选取任意一台无人机作为源节点S，源节点S通过目的地位置服务获取数据包目的地的位置信息，即无人机目的节点D的位置信息。

步骤1.1中，每个无人机通过自身携带的GPS设备获取的自身位置信息包括经纬度、海拔。

步骤2的具体过程为：

步骤2.1，采用如下公式(1)确定任一无人机节点(a，b，c)的通信范围r：

(x-a)²+(y-b)²+(z-c)²＝r² (1)；

步骤2.2，利用无人机目的节点D的坐标(x_D,y_D,z_D)为球心形成一个半径可变的球形，该球形的半径为R，R即为无人机的球体转发范围，采用如下公式(2)计算球形半径R：

(x-x_D)²+(y-y_D)²+(z-z_D)²＝R² (2)；

步骤2.3，采用如下公式(3)计算无人机源节点S到目的节点D的距离L：