申请/专利权人：中国兵器科学研究院;北京空间飞行器总体设计部

申请日：2023-10-24

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117119555B

主分类号：H04W40/24

分类号：H04W40/24;H04W40/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2023.12.12#实质审查的生效;2023.11.24#公开

摘要：本发明公开了一种月面探索时变拓扑群节点自适应组网路由方法及系统，包括：设计通用组网及路由模型，获取月面区域内所有移动载体的节点状态；结合可通信判决条件进行可通信节点筛选；根据预设聚类规则搜索聚类，对筛选出的可通信节点进行子网络划分，获得分层子网络；依据全局路由选择原则，进行各层级子网络间的最优路径搜索；以子网络间通道为约束，增加各个节点的资源约束限制，进行子网络内部的最优路由路径搜索，获取完整路由路径；系统包括节点状态获取模块、可通信节点筛选模块、子网络聚类模块、全局路由预测模块和局部路由预测模块；本发明提高月面数据传递中路由的准确率和可靠性，保证在任务过程中迅速形成网络的最优替换拓扑结构。

主权项：1.一种月面探索时变拓扑群节点自适应组网路由方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.设计通用组网及路由模型，获取月面区域内所有的移动载体的节点状态；S2.根据各个移动载体的节点状态结合可通信判决条件进行可通信节点筛选；S3.根据预设聚类规则进行搜索聚类，对筛选出的可通信节点进行子网络划分，获得分层子网络；S4.依据全局路由选择原则，进行各层级子网络间的最优路径搜索；S5.以子网络间通道为约束，增加各个节点的资源约束限制，进行子网络内部的最优路由路径搜索，最终获取完整路由路径；步骤S1中节点状态为：Sn＝{x,y,vx,vy,P,R,fUI,fUO,fWI,fWO,L,Q}；其中，Sn为第n个移动载体的状态，n＝0,…,N-1，x和y为月面经纬度信息，vx、vy分别为沿经线、纬线方向的速度数值，P为电池电量，R为存储空间，fUI、fUO分别为UHF信号的输入、输出带宽，fWI、fWO分别为WIFI信号的输入、输出带宽，L为当前位置的海拔高度，Q为移动载体的可靠度；移动载体可通信判决条件具体为：两个移动载体的相隔距离不超过限定距离；移动载体之间的高程图截面的方差不超过预设阈值；移动载体之间的最大高程不超过预设阈值；根据预设聚类规则进行搜索聚类的具体内容为：S31.构建子网络表Em，m∈Z+，表示多个可通信临近节点的集合，若筛选出的可通信节点中的任意两个移动节点i和j之间的距离di，j≤Dsub，则Si∈Ei，i和j分别表示可用通信节点的任意一个，i≠j，di，j为节点j与节点i之间的经纬度的直线距离，Dsub为两个移动载体相隔距离的限定距离；S32.对当前时刻各个可通信节点进行步骤S31相同操作，一直到遍历完成所有当前时刻节点；S33.根据时间Δ后各节点的位置为x+vxΔ和y+yxΔ，x和y为月面经纬度信息，vx、vy分别为沿经线、纬线方向的速度数值，按照匀速运动计算新位置的坐标属性，对更新后的节点再进行步骤S31到S32的遍历；S34.根据时间2Δ后节点位置进行步骤33相同操作，对于三个时间点的子网络归属，按照三取二的模式进行操作，对于三次归属子网络不同的节点按照最后一次节点归属；能源约束限制为：Pn-Δ≥Pmin；其中，Pmin为电量下限，Pn为节点n的电源余量，电量转化为时间单位；存储约束限制为：Rn-max{fUI，fWI}-max{fUO，fWO}Δ≥Rmin；其中，Rmin为存储下限，Rn为节点n存储余量，fUI、fUO分别为UHF信号的输入、输出带宽，fWI、fWO分别为WIFI信号的输入、输出带宽。

全文数据：

权利要求：

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