[发明专利]一种基于链路可用带宽预测和前进距离的无人机自组网机会路由算法

摘要

本发明公开了一种基于链路可用带宽预测和前进距离的无人机自组网机会路由算法。该算法无需节点维护路由表，当节点有数据需要发送时，通过广播RTS帧发起路由请求。节点接收到RTS帧后，采用基于感知的测量方法，预测链路剩余可用带宽，并根据地理位置信息计算前进距离；然后根据可用带宽和前进距离计算转发优先级，并依据转发优先级竞争发送CTS帧完成路由应答，成为下一跳转发节点。发送节点接收到CTS帧后，将数据包发送给转发节点，由转发节点继续发起路由请求，转发接收到的数据包，直至数据包到达目的节点。仿真结果证明了路由算法的有效性。

主权项

1.一种基于链路可用带宽预测和前进距离的无人机自组网机会路由算法，所采用的步骤是：步骤1：当节点网络层有数据分组需要发送时，节点网络层将数据分组交付给MAC层，由MAC层缓存当前数据分组，并广播RTS帧发起路由请求过程，发送节点在广播RTS帧之前，通过载波检测机制侦听信道，如果信道持续空闲DIFS时间，则进行发送前的随机退避过程，待退避完成后，向邻居节点广播RTS帧，并开启定时器等待接收CTS帧，节点若在等待DIFS时间或者随机退避过程中信道变忙，则暂停等待或者随机退避过程，并继续监听信道，等到信道再次空闲DIFS时间，并且随机退避过程结束后，节点继续为当前数据帧广播RTS帧发起路由请求过程，RTS帧中包含了待发送数据帧的目的节点信息；步骤2：接收节点接收到RTS帧后，解析RTS帧请求的目的节点信息，如果自身即为RTS帧请求的目的节点，则直接向发送节点发送CTS帧完成路由应答；如果自身不是RTS帧请求目的节点，则采用基于感知的测量方法，预测链路剩余可用带宽，并根据地理位置信息计算前进距离，然后根据可用带宽和前进距离判断是否能作为转发节点转发当前数据帧，节点如果判定自身能作为转发节点，则进一步计算转发优先级，依据转发优先级设置发送CTS帧前的退避时间，竞争发送CTS帧完成路由应答；步骤3：发送节点在广播RTS帧后，开启定时器等待接收CTS帧，发送节点如果在定时器超时前成功接收到CTS帧，则将当前待发送DATA帧发送给应答CTS帧的节点，由应答CTS帧的节点继续将当前待发送DATA帧向待发送DATA帧的目的节点传递，并开启定时器等待接收ACK帧应答；发送节点如果等待CTS帧超时，则重新广播RTS帧，继续为当前待发送DATA帧寻找路由，如果多次重传RTS帧均未接收到CTS帧应答，发送节点则将当前待发送DATA帧丢弃，并继续尝试为下一个待发送DATA帧广播RTS帧发起路由请求；步骤4：接收节点接收到DATA帧后，向发送节点应答ACK帧，并解析DATA帧的目的节点，如果本节点即为DATA帧的目的节点，节点则将DATA帧传递给本节点的上层，如果本节点不是DATA帧的目的节点，节点则缓存当前DATA帧，并广播RTS帧继续为当前DATA帧发起路由请求，等收到CTS帧路由应答后，转发当前DATA帧；步骤5：发送节点如果在等待ACK帧定时器超时前接收到ACK帧，则将当前DATA帧释放，并继续尝试为下一个待发送DATA帧广播RTS帧发起路由请求，如果等待ACK帧超时，则重新广播RTS帧，继续为当前待发送DATA帧寻找路由，如果多次重传DATA帧均未接收到ACK帧应答，发送节点则将当前待发送DATA帧丢弃，并继续尝试为下一个待发送DATA帧广播RTS帧发起路由请求。