基于数字广播与OLSR相结合的无人机集群路由方法及设备与流程

本申请涉及无人机组网通信技术，尤其涉及一种基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法及设备。

背景技术：

1、随着无人机作业自主性、智能化和多任务等方面要求的提高，单架无人机因为自身动力和负荷能力很难独自完成复杂任务，无人机从单机作业发展到集群作业，由于无人机飞行环境和任务难度不同，无人机集群协同作业则是当前科技现代化的任务要求。

2、由于单架无人机的通信距离有限，只有充分利用无人集群的数量和分布优势，才能真正意义上实现协同作战。而要实现协同作战，无人集群的高效组网和路由便是关键环节。无中心自组织集群在组建临时的通信链路时，集群中的每一个节点都需要知道其它节点的状态，包括：节点编号、绝对的经纬度信息、节点电量等。现有的通信协议需要通过大量的中继节点转发来获取集群中所有节点的编号、位置和剩余电量等信息。每个节点都需要维护一张包括集群所有节点状态的信息表。如果集群中两个节点距离很远，并且不能直接传递数据，还需要通过多次中继节点转发才能够让两个节点获得相互的信息。因此，每个节点不仅需要传输战场的实时数据，还不断广播自身的位置信息，同时还要转发其它节点的位置信息。此外，集群中各节点处于高速移动状态，其节点位置变化较快。这种情况下，集群自组网内很容易产生洪泛，造成网络拥塞，使得集群网络瘫痪，难以实现低延时高带宽信息的实时传递，不适用于高动态无中心自组网的消息传递和动态路由。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法及设备，用以结合每个节点自身的位置和集群所有节点的网络拓扑，动态自适应的调整每个节点自身的发射功率，以达到降低能量损耗，提高通信质量。

2、本申请实施例提供一种一种基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法，所述无人机集群中包括多个节点，预先在每个节点设置两套通信方式，其中一套为数字广播，用于单向广播自身地址，另一套为数据传输系统，用于传输信息，所述的无人机集群路由方法包括：

3、在无人机集群启动后，在任一节点均维护一张位置表，所述位置表中记录有所有节点的位置信息；

4、根据背景噪声的信噪比估计的结果设定每个无人节点的发射功率；

5、各节点接收定位信号，并更新自身位置，以及，各节点接收卫星时间信号，以保持集群内部时间同步；

6、各节点按照预设的时序，利用数字广播向其它节点广播自身的编号、位置信息和广播时的时间；

7、任一节点在接收到来自其它节点的位置信息后，刷新自身维护的位置表；以及，

8、在任一节点收到动态组网命令的情况下，将相应的源节点编号和目的节点编号在集群节点内扩散。

9、各节点收到源节点编号和目的节点编号后，以能够完成多跳中继转发通信为目标，优化网络拓扑结构；

10、在优化的网络拓扑结构，基于优化链路状态路由olsr协议传输实时的战场信息。

11、可选的，在无人机集群启动后还包括，各节点接收定位信息，更新自身的位置信息，并以最大功率广播一次自身位置和节点标识，以使得集群中的任一无人节点在收到其它节点的广播信息后，将其写入本地

12、维护的位置表中。

13、可选的，根据背景噪声的信噪比估计的结果设定每个无人节点的发射功率包括：

14、根据各节点的发射功率和节点位置，通过如下函数设定各无人节点的发射功率：

15、

16、其中，pi表示第i个节点的发射功率，p0表示从集群的中心位置出发，到边界所需要的发射功率，k表示距离的系数，为常量，xi、yi表示第i个节点的横坐标、纵坐标，x中、y中表示中心节点的横坐标、纵坐标。

17、可选的，各节点接收卫星时间信号，以保持集群内部时间同步包括：

18、各节点接收来自同一个卫星的时间信号，以在各节点均进行时钟校准和同步。

19、可选的，各节点收到源节点编号和目的节点编号后，以能够完成多跳中继转发通信为目标，优化网络拓扑结构包括：

20、在基于集群各节点确定当前网络拓扑结构能够完成多跳数据传输的情况下，利用olsr协议组建从源节点到目的节点的多跳无线数据传输网络，执行数据传输任务；

21、在基于集群各节点确定当前网络拓扑结构无法完成多跳数据传输的情况下，集群节点按照蚁群优化算法移动位置，以改变网络拓扑结构，重复接收定位信号，并更新自身位置。

22、本申请实施例还提出一种无人机集群的节点设备，所述节点设备包括处理器和存储器，所述节点设备设置两套通信方式，其中一套为数字广播，用于单向广播自身地址，另一套为数据传输系统，用于传输信息，所述节点设备用以构建无人机集群，以实现如前述的基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法。

23、本申请实施例集群中的各个节点利用数字广播单向长距离的广播自身的位置信息，利用olsr通信协议组建信息传递的另外一条信道，从而网络不会由于频繁的位置服务占用网络带宽。本申请实施例的方法结合每个节点自身的位置和集群所有节点的网络拓扑，动态自适应的调整每个节点自身的发射功率，以达到降低能量损耗，提高通信质量。

24、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法，其特征在于，所述无人机集群中包括多个节点，预先在每个节点设置两套通信方式，其中一套为数字广播，用于单向广播自身地址，另一套为数据传输系统，用于传输信息，所述的无人机集群路由方法包括：

2.如权利要求1所述的基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法，其特征在于，在无人机集群启动后还包括，各节点接收定位信息，更新自身的位置信息，并以最大功率广播一次自身位置和节点标识，以使得集群中的任一无人节点在收到其它节点的广播信息后，将其写入本地维护的位置表中。

3.如权利要求2所述的基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法，其特征在于，根据背景噪声的信噪比估计的结果设定每个无人节点的发射功率包括：

4.如权利要求1所述的基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法，其特征在于，各节点接收卫星时间信号，以保持集群内部时间同步包括：

5.如权利要求1所述的基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法，其特征在于，各节点收到源节点编号和目的节点编号后，以能够完成多跳中继转发通信为目标，优化网络拓扑结构包括：

6.一种无人机集群的节点设备，其特征在于，所述节点设备包括处理器和存储器，所述节点设备设置两套通信方式，其中一套为数字广播，用于单向广播自身地址，另一套为数据传输系统，用于传输信息，所述节点设备用以构建无人机集群，以实现如权利要求1-5任一项所述的基于数字广播与olsr相结合的无人机集群路由方法。

技术总结本申请公开了一种基于数字广播与OLSR相结合的无人机集群路由方法及设备，涉及无人机组网通信，在任一节点均维护一张位置表；根据背景噪声的信噪比估计的结果设定每个无人节点的发射功率；各节点接收定位信号，并更新自身位置，以及，各节点接收卫星时间信号，以保持集群内部时间同步；各节点按照预设的时序，利用数字广播向其它节点广播自身的编号、位置信息和广播时的时间；任一节点在接收到来自其它节点的位置信息后，刷新自身维护的位置表；以及，在任一节点收到动态组网命令的情况下，将相应的源节点编号和目的节点编号在集群节点内扩散。本申请的方法能够动态自适应的调整每个节点自身的发射功率，以达到降低能量损耗，提高通信质量。技术研发人员：张修社,韩春雷,纪仕辉,孙建军,潘浩,刘成,董恒超受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/9