CN111586785B - 一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法 - Google Patents

一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111586785B
CN111586785B CN202010288234.6A CN202010288234A CN111586785B CN 111586785 B CN111586785 B CN 111586785B CN 202010288234 A CN202010288234 A CN 202010288234A CN 111586785 B CN111586785 B CN 111586785B
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
cluster
cluster head
nodes
usv
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN202010288234.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111586785A (zh
Inventor
丁健楠
王常虎
杨海芬
林水生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN202010288234.6A priority Critical patent/CN111586785B/zh
Publication of CN111586785A publication Critical patent/CN111586785A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111586785B publication Critical patent/CN111586785B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
    • H04W74/0816—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision avoidance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/40—Connection management for selective distribution or broadcast
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/08—Trunked mobile radio systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提出了一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法，属于异构无人集群***组网领域。本发明对空海环境下的UAV、USV、UUV集群节点进行轮次分簇，其中USV节点具备声波与无线电双信道特性。在每个分簇周期内，USV节点将进行优先分簇，经过簇头竞争，簇成员确定，选出簇头节点、网关节点与簇成员节点。UAV节点与UUV节点分别等待相应的时间，在USV节点完成分簇收敛后，根据USV节点簇头位置分布，完成各自集群的簇头、簇成员、网关节点的选举。分簇完成后，根据簇内协议与簇间协议，充分利用USV节点双信道特性，形成有效的跨介质通信链路。通过本发明所述的分簇路由方法，能够实现空海环境下跨介质异构无人集群***的有效组网，延长网络的生存时间，提高节点间的远距离传输速率。

Description

一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法
技术领域
本发明属于异构无人集群***组网领域，主要涉及在空-海跨介质环境下UAV(Unmanned Aerial Vehicle，无人机)、USV(Unmanned Surface Vehicle，无人船)、UUV(Unmanned Underwater Vehicle，无人潜航器)三种无人节点集群***的分簇与路由方法。
背景技术
为获取海上资源，无论是在民用领域还是军用领域，各个国家越来越重视空海环境下的***作业能力，对基于空海环境下拥有空中UAV、水面USV、水下UUV的全方位无人集群***需求日益上升。该无人集群***具有跨介质通信、节点集群化、节点类型异构、网络类型异构等特点，故设计适用于空海环境下的跨介质异构无人集群***组网方法，使得空海环境下的无人集群***能够有效完成跨介质异构网络通信，具有重要意义。
空海环境下，现有协同通信***的技术方法主要为建立由空中无人机节点，水面浮标节点，水下无人潜航器节点构成的跨介质通信***，当数据需要由空中无人机节点传输至水下无人潜航器节点时，浮标节点将会作为中继节点将空中的无线电信号进行转化，向水下无人潜航器节点发送声信号。
以下文献介绍了目前空海环境下，跨介质异构***通信技术的方法：
[1]Zheng S,Wang X,Jiang W,et al.Lake trial of an underwater acousticcross-media network testbed[C]//IEEE International Conference on SignalProcessing.IEEE,2017.
[2]专利“一种跨介质通信的海空协同监测***及其使用方法”.中国专利，公开号：107231181A，公告日：2017-10-03.
文献[1]提出了一种跨介质通信***并进行了实际测试，在一个湖中安装了四个水下节点，一个水面节点，并在湖岸安装了一个地面节点，使用其中一个水下节点向其他三个水下节点发送声信号，其他三个水下节点接收该声信号并转发至水面节点，水面节点接收该声信号并转化为无线电信号发送至地面节点。该实验表明水下声通信的速率远低于水上无线电通信速率。文献[2]提出了一种跨介质通信的海空协同监测***，包括水下监测装置、水面监测装置和浮标中继装置。
上述文献存在以下问题：
(1)集中讨论单个水上节点-单个水面节点-单个水下节点的跨介质通信方法设计，尚未对大规模的UAV、USV、UUV组成的集群化异构跨介质***进行组网方式设计，缺乏有效的组网方式。
(2)由于***存在水上节点、水面节点、水下节点三类不同的节点和空气与水两种不同的通信介质，且水介质中声信号的传输速率远低于空气介质中无线电信号传输速率，如果仅仅利用水面节点完成介质转换的中继通信任务，那么在节点数目较多的情况下，水下节点将无法利用空气介质中无线电信号的性能优势来提高水下节点的远距离传输性能，从而降低整个***的通信性能。
(3)***没有分簇思想，在大规模节点环境下节点间产生的通信碰撞较高，且路由开销较大，对于节点能量没有考虑负载均衡，不能有效延长网络生存时间。
发明内容
鉴于现有技术方法都只关注于单独的UAV，USV，UUV节点单条数据链的跨介质传输方式，而没有从多节点角度出发，考虑集群化跨介质节点间的通信方法。本发明提供了一种适用于跨介质异构集群***分簇方法，能够使得UAV、USV、UUV节点实现簇头通信范围全覆盖，簇头分布不重叠，且使得靠近USV节点的UAV、UUV节点更有机会成为簇头，为跨介质通信提供更多链路选择。
本发明技术方法为一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法，该方法包含以下步骤：
步骤1：节点判断自身类型，根据UAV，USV，UUV的分类执行下一步操作；
如果是USV节点则进入步骤2，且USV节点下列过程中，均同时产生无线电信号和声信号，实现水上和水下介质的全方位广播通信；
如果是UAV节点则在等待T3时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步骤3，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2；
如果是UUV节点则在等待T4时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步骤4，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2；
其中，T3<T4；
步骤2：节点优先进行分簇操作，随机产生0-1的随机数值，如果该数字小于阈值T(n)，则成为步骤3，否则成为进入步骤5；
T(n)计算公式如下：
Figure GDA0002543394830000021
其中，p为预期的簇头百分比，在分簇开始前设定簇头产生概率p(0<p<1)，r为当前轮数，G是最近1/p轮里没有成为簇头的节点的集合，mod为求余运算，rmod(1/p)表示r除以(1/p)的余数；
步骤3：节点成为预备簇头节点，生成0-100之间的随机整数A1，向通信范围内节点发送簇头竞争广播包，其中簇头竞争广播包中含有随机数A1，等待T1时间；若在T1时间内收到其他节点发送的簇头竞争广播包，则根据簇头竞争广播包内容，记录收到的随机数A2、A3、A4……An；若节点未收到簇头竞争广播包或者生成随机数A1≥A2、A3、A4……An，则进入步骤4；若节点生成随机数A1<A2、A3、A4……An，进入步骤5；
步骤4：节点成为簇头节点，向通信范围内的节点发送簇头确认广播包，进入步骤7；
步骤5：节点成为预备簇成员节点，若收到簇头确认广播包的数量n＝1，记录该簇头节点信息，成为簇成员节点；若收到的簇头确认广播包的数量n>1，记录所收到的簇头广播包所属簇头节点信息，加入信号强度最大的簇头确认广播包所属簇头节点簇群，成为网关节点，进入步骤7；若未收到簇头确认广播包，进入步骤6；
步骤6：节点成为游离节点，发送超时应答包，若在T2时间内收到超时应答包，则判断超时应答包来源，若包含簇头，则选择信号最强的簇头超时应答包所属节点作为簇头，若不包含簇头，则进入步骤4；若在T2时间内未收到超时应答包，则重复步骤6；
步骤7：完成分簇过程后，节点若接收游离节点的超时广播包，则发送超时应答包；簇内节点之间采用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)，簇成员之间通过簇头转发的方式完成通信，其中簇内节点包括：簇头、簇成员节点；
步骤8：簇间节点采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access withCollision Avoid，带有冲突避免的载波侦听多路访问)，簇间节点包括：簇头、网关节点，其中USV节点在通信过程中，若有发包任务，将在同一时刻，向水上网络发送无线电信号，向水下网络发送声波信号；USV节点将全程接收来自水上的无线电信号与水下的声信号；当某簇群所属节点需要与其他簇群节点进行通信时，由簇头节点在通信范围内向网络广播RREQ广播帧，其他节点第一次收到RREQ广播帧请求后，记录该RREQ广播帧源节点信息，判断自身是否为目的节点，若为目的节点，进入步骤10，否则进入步骤9；
由于节点只对第一次收到的RREQ广播帧进行记录、判断、与回应，故在链路建立时，当前环境下传输时效性最佳的链路将会成为本次通信的链路；(即在远距离通信任务下，水声-无线电-水声较水声-水声-水声的远距离多跳跨介质链路更易形成)。
步骤9：若该节点为网关节点或簇头节点，则继续转发该RREQ路由请求；否则删除该条RREQ广播帧，释放存储空间；
步骤10：目的节点生成RREP应答帧，广播至通信范围内节点，若其余节点收到RREP应答帧，判断该RREP应答帧单向链路节点是否为自身，若是，则向步骤8中记录的RREQ广播帧源节点信息发送RREP应答帧，完成反向路由链路建立；否则，删除该条RREP应答帧，释放存储空间；
步骤11：RREP应答帧发送至源节点，完成链路建立，源节点按照建立的链路发送数据包，完成通信；
步骤12：等待T5时间，进入下一轮簇头选举，所有节点清除簇头、簇成员、网关身份，进入步骤1；
其中，T3<T4＜＜T5。
上述步骤1-步骤7算法流程图如图4所示。
如上所述，本发明跨介质异构无人集群***分簇路由方法，具有以下有益效果:
1.本发明具备大规模跨介质异构无人集群***组网功能，能够为大规模集群化的UAV、USV、UUV提供有效的跨介质组网方法。
2.本发明具备跨介质异构无人集群***分簇功能，能够使得空海环境下的不同节点根据自身特性完成自适应分簇，确定簇头节点、簇成员、网关节点。簇头节点的选举与轮换，能够有效均衡节点的网络负载，延长网络生存时间。
3.本发明的分簇方法将使得USV优先完成分簇过程，并使得靠近“USV-簇头节点”的UAV节点更有可能成为“UAV-簇头节点”，靠近“USV-簇头节点”的UUV节点直接成为“UUV-簇头节点”，这将使得跨介质通信链路数量增多，提高跨介质通信的稳定性。
4.本发明具备跨介质异构无人集群***簇间与簇内路由功能，能够使得***的路由开销降低，节点间通信的碰撞概率降低。由于USV的水上水下同时通信，链路建立时采用了时间优先的建立机制，能够使得水下节点有效利用空气介质中无线电信号性能优势建立跨介质通信链路，以提高远距离水下节点间通信的速率。
附图说明
图1为跨介质异构无人集群***USV分簇示意图。
图2为跨介质异构无人集群***分簇完成示意图。
图3为跨介质异构无人集群***路由过程示意图。
图4为跨介质异构无人集群***分簇算法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方法和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，空海环境下，共存在3架UAV，4艘USV，6艘UUV。
步骤1：节点判断自身类型，根据UAV，USV，UUV的分类执行下一步操作；
如果是USV节点则进入步骤2，且USV节点下列过程中，均同时产生无线电信号和声信号，实现水上和水下介质的全方位广播通信；
如果是UAV节点则在等待T3时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步骤3，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2；
如果是UUV节点则在等待T4时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步骤4，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2；
其中，T3<T4；
步骤2：节点优先进行分簇操作，随机产生0-1的随机数值，如果该数字小于阈值T(n)，则成为步骤3，否则成为进入步骤5；
T(n)计算公式如下：
Figure GDA0002543394830000051
其中，p为预期的簇头百分比，设定簇头产生概率p＝0.08，r为当前轮数，G是最近1/p轮里没有成为簇头的节点的集合，mod为求余运算，rmod(1/p)表示r除以(1/p)的余数；
步骤3：节点成为预备簇头节点，生成0-100之间的随机整数A1，向通信范围内节点发送簇头竞争广播包，其中簇头竞争广播包中含有随机数A1，等待T1时间；若在T1时间内收到其他节点发送的簇头竞争广播包，则根据簇头竞争广播包内容，记录收到的随机数A2、A3、A4……An；若节点未收到簇头竞争广播包或者生成随机数A1≥A2、A3、A4……An，则进入步骤4；若节点生成随机数A1<A2、A3、A4……An，进入步骤5；
步骤4：节点成为簇头节点，向通信范围内的节点发送簇头确认广播包，进入步骤7；
步骤5：节点成为预备簇成员节点，若收到簇头确认广播包的数量n＝1，记录该簇头节点信息，成为簇成员节点；若收到的簇头确认广播包的数量n>1，记录所收到的簇头广播包所属簇头节点信息，加入信号强度最大的簇头确认广播包所属簇头节点簇群，成为网关节点，进入步骤7；若未收到簇头确认广播包，进入步骤6；
步骤6：节点成为游离节点，发送超时应答包，若在T2时间内收到超时应答包，则判断超时应答包来源，若包含簇头，则选择信号最强的簇头超时应答包所属节点作为簇头，若不包含簇头，则进入步骤4；若在T2时间内未收到超时应答包，则重复步骤6；
步骤7：如图2，完成分簇过程后，节点若接收游离节点的超时广播包，则发送超时应答包；簇内节点之间采用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)，簇成员之间通过簇头转发的方式完成通信，其中簇内节点包括：簇头、簇成员节点；
步骤8：簇间节点采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access withCollision Avoid，带有冲突避免的载波侦听多路访问)，簇间节点包括：簇头、网关节点，其中USV节点在通信过程中，若有发包任务，将在同一时刻，向水上网络发送无线电信号，向水下网络发送声波信号；USV节点将全程接收来自水上的无线电信号与水下的声波信号；当某簇群所属节点需要与其他簇群节点进行通信时，由簇头节点在通信范围内向网络广播RREQ广播帧，其他节点第一次收到RREQ广播帧请求后，记录该RREQ广播帧源节点信息，判断自身是否为目的节点，若为目的节点，进入步骤10，否则进入步骤9；
由于节点只对第一次收到的RREQ广播帧进行记录、判断、与回应，故在链路建立时，当前环境下传输时效性最佳的链路将会成为本次通信的链路；(即在远距离通信任务下，水声-无线电-水声较水声-水声-水声的远距离多跳跨介质链路更易形成)。
步骤9：若该节点为网关节点或簇头节点，则继续转发该RREQ路由请求；否则删除该条RREQ广播帧，释放存储空间；
步骤10：目的节点生成RREP应答帧，广播至通信范围内节点，若其余节点收到RREP应答帧，判断该RREP应答帧单向链路节点是否为自身，若是，则向步骤8中记录的RREQ广播帧源节点信息发送RREP应答帧，完成反向路由链路建立；否则，删除该条RREP应答帧，释放存储空间；
步骤11：如图3，RREP应答帧发送至源节点，完成链路建立，源节点按照建立的链路发送数据包，完成通信；
步骤12：等待T5时间，进入下一轮簇头选举，所有节点清除簇头、簇成员、网关身份，进入步骤1；
其中，T3<T4＜＜T5；
上述步骤1-步骤7算法流程图如图4所示。
本发明特点在于：
步骤1中，USV节点在分簇路由过程中，同时采用水上无线电信道与水下声波信道参与分簇与路由过程；USV节点直接进入分簇过程，UAV节点与UUV节点，会等待对应时间后进入分簇过程；靠近“USV-簇头节点”的UAV节点更有可能成为“UAV-簇头节点”，靠近“USV-簇头节点”的UUV节点直接成为“UUV-簇头节点”，这将使得跨介质通信链路数量增多。
步骤3中，节点会成为预备簇头节点，向通信范围内发送簇头节点竞争广播包，并根据接收的簇头节点竞争广播包内容区别，确定自身是否成为簇头或者预备簇头节点。
步骤5中，节点会成为预备簇成员节点，根据收到的簇头确认广播包数量，确定自身是否成为簇成员节点、网关节点、或者游离节点。
步骤6中，节点会成为游离节点，发送超时广播包，并等待其他节点回复超时应答包。
步骤8中，USV节点在通信过程中，若有发包任务，将在同一时刻，向水上网络发送无线电信号，向水下网络发送声波信号；USV节点将全程接收来自水上的无线电信号与水下的声波信号。节点只对第一次收到的RREQ广播帧进行记录、判断、与回应。
步骤9中，非目标的簇头节点与网关节点将会继续完成RREQ广播帧的转发任务，非目标的簇成员节点将不再参与该RREQ广播帧的转发任务。
步骤12中,等待T5时间，进入下一轮簇头选举，其等待时间的数值关系满足T3<T4＜＜T5。

Claims (1)

1.一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法，该方法包含以下步骤：
步骤1：节点判断自身类型，根据无人机UAV，无人机USV，无人潜航器UUV的分类执行下一步操作；
如果是USV节点则进入步骤2，且USV节点下列过程中，均同时产生无线电信号和声信号，实现水上和水下介质的全方位广播通信；
如果是UAV节点则在等待T3时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步骤3，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2；
如果是UUV节点则在等待T4时间后，若收到来自USV的簇头确认广播包，则进入步骤4，若未收到USV的簇头确认广播包，则进入步骤2；
其中，T3<T4；
步骤2：节点优先进行分簇操作，随机产生0-1的随机数值，如果该随机数值小于阈值T(n)，则进入步骤3，否则进入步骤5；
T(n)计算公式如下：
Figure FDA0003707654520000011
其中，p为预期的簇头百分比，在分簇开始前设定簇头产生概率p(0<p<1)，r为当前轮数，G是最近1/p轮里没有成为簇头的节点的集合，mod为求余运算，rmod(1/p)表示r除以(1/p)的余数；
步骤3：节点成为预备簇头节点，生成0-100之间的随机整数A1，向通信范围内节点发送簇头竞争广播包，其中簇头竞争广播包中含有随机数A1，等待T1时间；若在T1时间内收到其他节点发送的簇头竞争广播包，则根据簇头竞争广播包内容，记录收到的随机数A2、A3、A4……An；若节点未收到簇头竞争广播包或者生成随机数A1≥A2、A3、A4……An，则进入步骤4；若节点生成随机数A1<A2、A3、A4……An，进入步骤5；
步骤4：节点成为簇头节点，向通信范围内的节点发送簇头确认广播包，进入步骤7；
步骤5：节点成为预备簇成员节点，若收到簇头确认广播包的数量n＝1，记录该簇头节点信息，成为簇成员节点；若收到的簇头确认广播包的数量n>1，记录所收到的簇头广播包所属簇头节点信息，加入信号强度最大的簇头确认广播包所属簇头节点簇群，成为网关节点，进入步骤7；若未收到簇头确认广播包，进入步骤6；
步骤6：节点成为游离节点，发送超时应答包，若在T2时间内收到超时应答包，则判断超时应答包来源，若包含簇头，则选择信号最强的簇头超时应答包所属节点作为簇头，若不包含簇头，则进入步骤4；若在T2时间内未收到超时应答包，则重复步骤6；
步骤7：完成分簇过程后，节点若接收游离节点的超时广播包，则发送超时应答包；簇内节点之间采用TDMA，簇成员之间通过簇头转发的方式完成通信，其中簇内节点包括：簇头、簇成员节点；
步骤8：簇间节点采用CSMA/CA，簇间节点包括：簇头、网关节点，其中USV节点在通信过程中，若有发包任务，将在同一时刻，向水上网络发送无线电信号，向水下网络发送声波信号；USV节点将全程接收来自水上的无线电信号与水下的声信号；当某簇群所属节点需要与其他簇群节点进行通信时，由簇头节点在通信范围内向网络广播RREQ广播帧，其他节点第一次收到RREQ广播帧请求后，记录该RREQ广播帧源节点信息，判断自身是否为目的节点，若为目的节点，进入步骤10，否则进入步骤9；
由于节点只对第一次收到的RREQ广播帧进行记录、判断、与回应，故在链路建立时，当前环境下传输时效性最佳的链路将会成为本次通信的链路；
步骤9：若该节点为网关节点或簇头节点，则继续转发该RREQ路由请求；否则删除该RREQ广播帧，释放存储空间；
步骤10：目的节点生成RREP应答帧，广播至通信范围内节点，若其余节点收到RREP应答帧，判断该RREP应答帧单向链路节点是否为自身，若是，则向步骤8中记录的RREQ广播帧源节点信息发送RREP应答帧，完成反向路由链路建立；否则，删除该RREP应答帧，释放存储空间；
步骤11：RREP应答帧发送至源节点，完成链路建立，源节点按照建立的链路发送数据包，完成通信；
步骤12：等待T5时间，进入下一轮簇头选举，所有节点清除簇头、簇成员、网关身份，进入步骤1；
其中，T3<T4＜＜T5。
CN202010288234.6A 2020-04-14 2020-04-14 一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法 Expired - Fee Related CN111586785B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010288234.6A CN111586785B (zh) 2020-04-14 2020-04-14 一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010288234.6A CN111586785B (zh) 2020-04-14 2020-04-14 一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111586785A CN111586785A (zh) 2020-08-25
CN111586785B true CN111586785B (zh) 2022-10-11

Family

ID=72118856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010288234.6A Expired - Fee Related CN111586785B (zh) 2020-04-14 2020-04-14 一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111586785B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113037804B (zh) * 2021-02-03 2022-09-20 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种异构无人集群通信资源虚拟化方法及***
CN113037395B (zh) * 2021-02-25 2023-02-03 航天时代(青岛)海洋装备科技发展有限公司 一种水上水下跨域无人装备协同作业方法
CN114326824B (zh) * 2022-03-16 2022-06-03 电子科技大学 一种基于仿生算法异构高密度混合无人机群拓扑控制方法
CN116170860B (zh) * 2023-04-20 2023-07-07 成都泰格微波技术股份有限公司 一种用于天线自组网***的自组网方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101835099A (zh) * 2010-04-23 2010-09-15 西安电子科技大学 基于分簇与rrep广播的大规模传感器网络路由方法
CN104539374A (zh) * 2014-12-09 2015-04-22 桂林电子科技大学 基于水面传感网-水声传感网的混合组网方法
CN104792957A (zh) * 2015-03-31 2015-07-22 浙江理工大学 一种基于无线传感网的水质多参数在线监测***及方法
WO2017030362A1 (ko) * 2015-08-18 2017-02-23 가천대학교 산학협력단 무선센서네트워크의 클러스터링 방법
CN107548029A (zh) * 2017-08-21 2018-01-05 河海大学常州校区 一种基于海水分层的水下传感网络中auv数据收集方法
CN108112048A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 重庆邮电大学 认知传感器网中一种基于稳定性的能效路由协议
CN109861762A (zh) * 2019-03-07 2019-06-07 哈尔滨工程大学 一种基于声-光的跨介质隐蔽通信***和方法
WO2019125235A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and apparatus for wireless device communication
TW201926104A (zh) * 2017-12-01 2019-07-01 美商達奇威克士公司 用於安全無人載具生態系統之操作之系統及方法
CN110933641A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种用于海上自组织网络的异构节点协同感知***及方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017111828A1 (en) * 2015-12-26 2017-06-29 Intel Corporation Distributed framework for resilient machine-to-machine system management
US10524308B2 (en) * 2018-05-31 2019-12-31 Peyman Neamatollahi Method for decentralized clustering in wireless sensor networks

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101835099A (zh) * 2010-04-23 2010-09-15 西安电子科技大学 基于分簇与rrep广播的大规模传感器网络路由方法
CN104539374A (zh) * 2014-12-09 2015-04-22 桂林电子科技大学 基于水面传感网-水声传感网的混合组网方法
CN104792957A (zh) * 2015-03-31 2015-07-22 浙江理工大学 一种基于无线传感网的水质多参数在线监测***及方法
WO2017030362A1 (ko) * 2015-08-18 2017-02-23 가천대학교 산학협력단 무선센서네트워크의 클러스터링 방법
CN107548029A (zh) * 2017-08-21 2018-01-05 河海大学常州校区 一种基于海水分层的水下传感网络中auv数据收集方法
TW201926104A (zh) * 2017-12-01 2019-07-01 美商達奇威克士公司 用於安全無人載具生態系統之操作之系統及方法
WO2019125235A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and apparatus for wireless device communication
CN108112048A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 重庆邮电大学 认知传感器网中一种基于稳定性的能效路由协议
CN109861762A (zh) * 2019-03-07 2019-06-07 哈尔滨工程大学 一种基于声-光的跨介质隐蔽通信***和方法
CN110933641A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种用于海上自组织网络的异构节点协同感知***及方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks;Wendi B. Heinzelman;《IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS》;20021231;全文 *
Development of Algal Bloom Removal System Using Unmanned Aerial Vehicle and Surface Vehicle;SUNGWOOK JUNG;《IEEE Access》;20171018;全文 *
Energy efficient dynamic clustering routing protocol in underwater wireless sensor networks;R.M. Gomathi;《Networking and Virtual Organisations》;20200131;全文 *
Lake trial of an underwater acoustic cross-media network testbed;Siyuan Zheng;《IEEE》;20171231;全文 *
Study on Dynamic Behavior of Unmanned Surface Vehicle-Linked Unmanned Underwater Vehicle System for Underwater Exploration;Mai The Vu;《Sensor》;20200229;全文 *
Unmanned Underwater Vehicle (UUV) Information Study;Yannick Allard;《TECHNOLOGIES》;20141128;全文 *
跨介质通信***链路设计;张锦灿;《声学技术》;20190430;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111586785A (zh) 2020-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111586785B (zh) 一种跨介质异构无人集群***分簇路由方法
Teekaraman et al. Energy analysis on localization free routing protocols in UWSNs
CN109348537B (zh) 多波束自组织网络信道接入控制方法
Proakis et al. Shallow water acoustic networks
Sozer et al. Underwater acoustic networks
CN111065145A (zh) 一种面向水下多智能体的q学习蚁群路由方法
CN109769222A (zh) 基于多水下自主航行器的水下传感器网络路由方法
CN111132075B (zh) 一种基于状态转移概率空地一体化车联网中继选择方法
Li et al. Energy-efficient multipath routing in wireless sensor network considering wireless interference
CN110492950A (zh) 面向链路间干扰抑制的时间反转水声网络多址接入方法
CN111083758A (zh) 一种高能效声电协同传输网络路由***及方法
CN111328096B (zh) 自主水下航行器辅助的UWSNs路由空洞修复方法
Jouhari et al. New greedy forwarding strategy for UWSNs geographic routing protocols
Luo et al. RISM: An efficient spectrum management system for underwater cognitive acoustic networks
Li et al. An optimal relay number selection algorithm for balancing multiple performance in flying ad hoc networks
Jiang et al. Opportunistic hybrid routing protocol for acoustic-radio cooperative networks
Zhang et al. Machine learning-based performance-efficient MAC protocol for single hop underwater acoustic sensor networks
Deldouzi et al. A novel harvesting-aware rl-based opportunistic routing protocol for underwater sensor networks
Xu et al. A LTE-based communication architecture for coastal networks
CN111278079A (zh) 面向水下自组织网络的分层式协作路由方法及***
Yang et al. A deafness-free MAC protocol for underwater acoustic communication network with directional antennas
Doukkali et al. Analysis of MAC protocols for underwater acoustic data networks
Han et al. A collision-free MAC protocol based on quorum system for underwater acoustic sensor networks
Kumar et al. A collision aware priority level medium access control protocol for underwater acoustic sensor networks
Yang et al. Collision classification MAC protocol for underwater acoustic communication networks using directional antennas

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20221011