一种基于地理位置修正的AODV路由方法技术

本发明专利技术涉及无人机自组网技术领域，具体涉及一种基于地理位置修正的AODV路由方法，采用一种改进粒子滤波算法对测量位置误差进行补偿，在传统粒子滤波的重要性采样阶段引入无迹卡尔曼思想计算粒子的均值和协方差，避免位置估计中存在的粒子退化问题；此外利用修正后的节点位置信息预测链路失效时间LET，选择具有最大LET的路径通信，并且在路由发现阶段考虑路由置信水平，将链路持续时间置信度作为端到端最小生存阈值，降低危险链路带来的风险；与传统AODV路由方法和基于理想位置信息进行链路预测的改进协议相比，改进后的协议提升了整体路由性能，具有更强的链路稳定性，对定位误差具有鲁棒性，更加适用于高动态的无人机自组网环境。网环境。网环境。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理位置修正的AODV路由方法


[0001]本专利技术涉及无人机自组网
，具体涉及一种基于地理位置修正的AODV路由方法。

技术介绍

[0002]无人机作为空天地一体化通信系统中不可或缺的载体，在当前大国竞争的环境下成为了一项研究热点。以临时方式组建的无人机自组网(Flying Ad
‑
hoc Networks，FANET)作为无人机领域最重要的发展方向之一，也是无人机发展需要突破的关键技术之一。与传统的无线自组织网络(MobileAd
‑
hoc Networks,MANET)相比，FANET为了适应无人机特性，具有以下不同点：1.无人机在飞行过程中由于其内置电源容量有限，因此FANET需要进行节点间通信能耗的优化，以此来提高无人机网络的整体性能；2.无人机高速移动的特点，导致了网络节点具有高动态变化性，这种变化会改变路由执行的效率，因此FANET在高动态拓扑与节点分布不均匀的网络环境中能否保持高稳定可靠的通信成为其关键点；3.高传输速率和低延迟是无人机网络环境中的重要需求，在有限的条件下进行速度与延迟的控制也是FANET协议需要考虑的因素。
[0003]AODV(Ad Hoc On
‑
Demand Distance Vector)路由协议是MANET中典型的按需式路由协议，不仅具有DSR(Dynamic Source Routing)中路由探索和路由维护的基本思想，还采用了DSDV(Destination Sequenced Distance Vector)中逐跳路由、单增序列号和周期更新机制来防止环路产生。AODV路由协议非常适合于带宽、功率等网络资源有限的环境。但要作为无人机自组网路由协议，根据FANET的特性要求，AODV协议的开发仍存在一定局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于地理位置修正的AODV路由方法，旨在针对无人机自组网中因存在定位误差导致链路预测不准确的情况，提高网络整体性能，使AODV协议更适用于FANET环境。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于地理位置修正的AODV路由方法，包括下列步骤：
[0006]引入链路预测算法；
[0007]新增数据域进行扩展；
[0008]使用改进粒子滤波的位置修正算法修正定位误差；
[0009]根据修正后的位置估计链路失效时间；
[0010]计算路由置信水平作为路由择路可信度依据。
[0011]其中，所述链路预测算法利用极短时间内的非随机的飞行模式，预测拓扑未来一小段时间内的状态。
[0012]其中，新增数据域进行扩展的过程，具体为在RREQ报文格式中新增链路失效时间数据域，在路由表项中新增数据域用来存储修正后的X坐标、修正后的Y坐标、标准偏差和链
路失效时间。
[0013]其中，所述改进粒子滤波的位置修正算法4.是一种使用卡尔曼滤波联合粒子滤波的改进算法，包括下列步骤：
[0014]粒子群初始化；
[0015]计算卡尔曼增益，进行重要性采样；
[0016]重采样；
[0017]估计目标节点状态。
[0018]其中，所述修正后的位置估计链路失效时间由改进粒子滤波中的估计误差协方差矩阵计算得到。
[0019]其中，所述路由置信水平使用链路生效时间作为计算依据，当节点间的链路失效时间小于节点端到端的最小生存阈值时，此时的链路被视为危险链路。
[0020]其中，在计算路由置信水平作为路由择路可信度依据的过程中，通过计算路由置信水平，决定是否转发封包。
[0021]本专利技术提供了一种基于地理位置修正的AODV路由方法，采用一种改进粒子滤波算法对测量位置误差进行补偿，在传统粒子滤波的重要性采样阶段引入无迹卡尔曼思想计算粒子的均值和协方差，避免位置估计中存在的粒子退化问题；此外利用修正后的节点位置信息预测链路失效时间LET，选择具有最大LET的路径通信，并且在路由发现阶段考虑路由置信水平，将链路持续时间置信度作为端到端最小生存阈值，降低危险链路带来的风险；与传统AODV路由方法和基于理想位置信息进行链路预测的改进协议相比，改进后的协议提升了整体路由性能，具有更强的链路稳定性，对定位误差具有鲁棒性，更加适用于高动态的无人机自组网环境。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术的一种基于地理位置修正的AODV路由方法的流程示意图。
[0024]图2是本专利技术的一种基于地理位置修正的AODV路由方法的路由表项格式图。
[0025]图3是本专利技术的一种基于地理位置修正的AODV路由方法的RREQ消息帧格式图。
[0026]图4是本专利技术的一种基于地理位置修正的AODV路由方法的改进粒子滤波工作流程图。
[0027]图5是本专利技术的一种基于地理位置修正的AODV路由方法的路由请求工作流程图。
[0028]图6为本专利技术具体实施例的不同速率下的平均端到端时延对比图。
[0029]图7为本专利技术具体实施例的不同速率下的分组投递率对比图。
[0030]图8为本专利技术具体实施例的不同速率下的路由发起频率对比图。
[0031]图9为本专利技术具体实施例的不同速率下的路由控制开销对比图。
具体实施方式
[0032]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]请参阅图1，本专利技术提供了一种基于地理位置修正的AODV路由方法，包括下列步骤：
[0034]S1：引入链路预测算法；
[0035]S2：新增数据域进行扩展；
[0036]S3：使用改进粒子滤波的位置修正算法修正定位误差；
[0037]S4：根据修正后的位置估计链路失效时间；
[0038]S5：计算路由置信水平作为路由择路可信度依据。
[0039]所述链路预测算法利用极短时间内的非随机的飞行模式，预测拓扑未来一小段时间内的状态。
[0040]具体在本专利技术中，链路预测算法为：
[0041](D
p
)2＝[a+te]2+[b+tf]2+[c+tg]2＝t2(e2+f2+g2)+2t(ea+fb+gc)+a2+b2+c2ꢀꢀ
(1)
[0042]t2(e2+f2+g2)+2t(ea+fb+gc)+a2+b2+c2‑
R2＝0
ꢀꢀ
(2)
[0043本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地理位置修正的AODV路由方法，其特征在于，包括下列步骤：引入链路预测算法；新增数据域进行扩展；使用改进粒子滤波的位置修正算法修正定位误差；根据修正后的位置估计链路失效时间；计算路由置信水平作为路由择路可信度依据。2.如权利要求1所述的基于地理位置修正的AODV路由方法，其特征在于，所述链路预测算法利用极短时间内的非随机的飞行模式，预测拓扑未来一小段时间内的状态。3.如权利要求1所述的基于地理位置修正的AODV路由方法，其特征在于，新增数据域进行扩展的过程，具体为在RREQ报文格式中新增链路失效时间数据域，在路由表项中新增数据域用来存储修正后的X坐标、修正后的Y坐标、标准偏差和链路失效时间。4.如权利要求1所述的基于地理位置修正的AODV路由方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆华，蔡颂，肖菁颖，叶金才，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：