The invention discloses a design method of energy heterogeneous satellite networking routing based on artificial potential field. Firstly, the data transmission model of energy heterogeneous satellite networking is established, and then each satellite neighbor node is grouped by the distance from neighbor node to sink node to determine the set_B and_C. Then, according to the group of satellite neighbor node and the energy it carries, the current satellite points are taken as the center. According to the magnitude and direction of the resultant force, the optimal node is selected as the next hop in the current satellite neighbor node for information transmission. Finally, the next hop node is used as the current node to continue data transmission until the data transmission reaches the sink node. This method has low computational complexity, good real-time performance, simple design and wide application range, and can select the path according to the satellite carrying energy.
【技术实现步骤摘要】
一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法
本专利技术属于星联网路由方法
,具体涉及一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法。
技术介绍
随着航天技术的进展,航天任务不断进行多样化发展,包括气象探测,环境监测,军事侦察,通信服务和大地测量等。每种任务由单个卫星或者多个卫星构成编队共同完成,所有完成各种任务的卫星组成一个网络,称为星联网。由于每个卫星配备初始能量不同,执行务不同导致每个卫星消耗能量不同,新卫星的加入导致新旧节点能量不同,所有这些导致了没给个卫星携带能量的不同,形成一种能量异构的星联网。为了实现对不同任务收集的数据进行综合处理,需要星联网中所有卫星能够向汇聚节点进行数据传输,目前并没有具体的针对能量异构星联网的路由方法,现有的无线传感器异构网络中所用到的路由方法大都比较复杂,算法的关注点并没有考虑空间卫星稀缺的能量资源,实时性和高效性都不够完善,或者对整个网络拓扑结构的依赖度非常高。其次现有的传感器网络大部分针对的是二维网络,不适合用在具有三维拓扑结构的能量异构星联网中。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,运算复杂度低,实时性好,设计简单、应用范围广,能够根据卫星携带能量进行路径选择。本专利技术采用以下技术方案:一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,首先建立能量异构星联网数据传输模型,然后利用邻居节点到汇聚节点的距离,对每个卫星邻居节点进行分组确定集合ΩB和ΩC;再根据卫星邻居节点所在组以及其所携带能量,以当前卫星几点为中心构建人工势 ...
【技术保护点】
1.一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,其特征在于,首先建立能量异构星联网数据传输模型,然后利用邻居节点到汇聚节点的距离,对每个卫星邻居节点进行分组确定集合ΩB和ΩC;再根据卫星邻居节点所在组以及其所携带能量,以当前卫星几点为中心构建人工势场,求取当前节点所受到的合力;再根据合力的大小和方向,在当前卫星邻居节点中选择最优节点作为下一跳进行信息的传输;最后将下一跳节点作为当前节点,继续进行数据传输,直到数据传输到汇聚节点为止。
【技术特征摘要】
1.一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,其特征在于,首先建立能量异构星联网数据传输模型,然后利用邻居节点到汇聚节点的距离,对每个卫星邻居节点进行分组确定集合ΩB和ΩC;再根据卫星邻居节点所在组以及其所携带能量,以当前卫星几点为中心构建人工势场,求取当前节点所受到的合力;再根据合力的大小和方向,在当前卫星邻居节点中选择最优节点作为下一跳进行信息的传输;最后将下一跳节点作为当前节点,继续进行数据传输,直到数据传输到汇聚节点为止。2.根据权利要求1所述的一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,其特征在于,建立能量异构星联网数据传输模型具体为:星联网包括执行不同任务的多个航天器网络的互联,包括M个卫星节点,每个节点的通信范围为Rm,M个卫星节点通过多跳数据传输向汇聚节点传输数据,然后在汇聚节点进行集中分析处理。3.根据权利要求1所述的一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,其特征在于,利用邻居节点到汇聚节点的距离对每个卫星邻居节点进行分组具体如下:当前节点的传输范围内的节点为邻居节点,当邻居节点到汇聚节点(Sink)的距离小于当前节点到汇聚节点的距离时,邻居节点属于集合ΩB,当邻居节点到汇聚节点的距离大于当前节点到汇聚节点的距离时,邻居节点属于集合ΩC。4.根据权利要求3所述的一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,其特征在于,集合ΩB和ΩC计算如下:其中,A为当前节点,I为集合ΩB中节点的数量,J为集合ΩC中节点的数量,dSA为当前节点到汇聚节点的距离,为节点Bi到汇聚节点的距离,为节点Cj到汇聚节点的距离。5.根据权利要求1所述的一种基于人工势场进行能量异构星联网路由设计方法,其特征在于,当前节点所受到的合力具体如下:当集合ΩB为非空时,设集合ΩB中的节点携带负电荷,汇聚节点携带负电荷,当前节点A携带...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁源,王姣,张若南,孙冲,张博,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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