申请/专利权人：天津城建大学

申请日：2020-03-05

公开（公告）日：2021-05-07

公开（公告）号：CN111328096B

主分类号：H04W24/06(20090101)

分类号：H04W24/06(20090101);H04W28/04(20090101);H04W40/10(20090101);H04W40/20(20090101);H04W84/18(20090101);H04B13/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.05.07#授权;2020.07.17#实质审查的生效;2020.06.23#公开

摘要：本发明属于水下传感器网络技术领域，特别涉及一种自主水下航行器辅助的UWSNs路由空洞修复方法，通过空洞检测阶段和数据传输阶段解决路由空洞问题，其中，空洞检测阶段有效检测空洞节点和陷阱节点，在不增加额外开销时发现路由空洞，进而降低网络时延；在数据传输阶段，AUV每一轮数据收集都依据路由空洞的位置设计航行轨迹，轨迹附近的节点直接将数据发送给AUV，距离轨迹较远的节点通过机会路由转发数据，以适应水下环境变化的多样性，提高数据传输性能，实现网络空洞修复；本发明适用于在水下环境中，自主水下航行器移动收集数据时采用的路由空洞修复策略，对大范围海域的探测、环境的考察和研究均具有积极的意义。

主权项：1.自主水下航行器辅助的UWSNs路由空洞修复方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：空洞检测阶段：构建网络模型，普通节点从周围环境采集数据，检测空洞节点和陷阱节点，通过多跳声通信将数据发送到声呐浮标，声呐浮标通过无线链路或卫星将数据传输到监测中心进行数据分析；步骤S2：数据传输阶段：当普通节点在通信范围内出现路由空洞时，AUV根据空洞节点和陷阱节点的位置设计航行轨迹，并直接从轨迹附近的节点收集数据，距离AUV轨迹较远的普通节点通过机会路由策略将数据发送给声呐浮标；当普通节点在路由路径上突然出现通信故障时，AUV完成当前一轮的数据收集后，下一轮航行轨迹将移动在该空洞区域，以适应网络动态变化，实现网络空洞修复；所述步骤S2具体包括以下步骤：步骤2.1：在设计AUV航行轨迹时，AUV依据空洞节点和陷阱节点的位置确定航行区域，并沿着螺旋状的运动轨迹在网络中航行，轨迹内的空洞节点和陷阱节点直接将数据发送给AUV，轨迹附近的普通节点则通过AUV的预定轨迹和航行速度，随时预测AUV的位置，为保证普通节点与AUV的可靠通信，普通节点与AUV的最小距离应小于或等于通信可靠距离drel；步骤2.2：在避免空洞节点和陷阱节点的路径上，距离AUV轨迹较远的普通节点通过机会路由策略转发数据，普通节点基于与邻居表中候选节点的距离和剩余能量引入转发因子Fc，通过Fc对候选节点进行传输优先级排序，Fc越大的节点优先级越高，优先级最高的节点为下一跳转发节点，从而避免数据冲突，均衡能量消耗；步骤2.3：由于水流运动、节点能耗不平衡、通信误码率高等原因，导致机会路由路径上的普通节点在数据传输突然出现通信故障，使当前节点变为空洞节点，此时，普通节点向通信范围内的邻居节点广播空洞消息包，以避免节点的数据丢失，空洞消息包被进一步传播到AUV，AUV接收到该包后，优先标记该空洞节点，使得当AUV完成当前一轮的数据收集后，下一轮数据收集的航行轨迹将部署在该空洞区域内，以适应网络动态变化，实现网络空洞修复；步骤S3：重复步骤S1和步骤S2，直到数据被成功传输到水面的声呐浮标，即路由空洞修复完成。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津城建大学 自主水下航行器辅助的UWSNs路由空洞修复方法

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