基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法、系统及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113676979A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110888750.7H04L12/24(2006.01)(22)申请日2021.08.03(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号申请人中国航空无线电电子研究所(72)发明人马琳陈霁月郭士增张忠旺周剑琦刘晟(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213代理人时起磊(51)Int.Cl.H04W40/02(2009.01)H04W84/18(2009.01)H04L12/733(2013.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法、系统及装置(57)摘要基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法、系统及装置，本发明涉及端到端路由中继链路选取方法、系统及装置。本发明的目的是为了解决在空间结构复杂的环境中，移动自组网路由节点变化快，转发路径规划困难，中继节点数量位置多变，难以得到最优网络吞吐量的问题。过程为：一：确定网络的节点个数及相关参数，建立数据传输模型；二：设置门限值区间和该区间对应的传输速率，计算各个节点间的信噪比，确定各个节点间的信噪比对应的门限值区间和该区间对应的传输速率；三：进行数学建模，得到优化模型；四：利用分支定界法确定优化模型的最优解；基于最优解得到对应最优链路的跳转节点及最大平均传输速率。本发明用于移动自组网通信领域。CN113676979ACN113676979A权利要求书1/3页1.基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一：确定网络的节点个数及相关参数，建立数据传输模型；步骤二：基于步骤一设置门限值区间和该区间对应的传输速率，计算各个节点间的信噪比，确定各个节点间的信噪比对应的门限值区间和该区间对应的传输速率；步骤三：基于步骤三进行数学建模，得到优化模型；步骤四：利用分支定界法确定步骤三中优化模型的最优解；基于优化模型的最优解得到对应最优链路的跳转节点及最大平均传输速率。2.根据权利要求1所述基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法，其特征在于：所述步骤一中确定网络的节点个数及相关参数，建立数据传输模型；具体过程为：所述相关参数为：不同传输速率档对应的区间阈值和传输速率、传输数据包大小、最大跳数值、源节点和目的节点；数据传输模型为：由N个节点形成一条网络主链，根据节点间不同的位置，节点间有C档不同的传输速率。3.根据权利要求2所述基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法，其特征在于：所述步骤二中基于步骤一设置门限值区间和该区间对应的传输速率，计算各个节点间的信噪比，确定各个节点间的信噪比对应的门限值区间和该区间对应的传输速率；具体过程为：考虑移动自组网中有N个节点，i,j∈N代表网络中的节点，当节点i和j之间的信噪比SNR的值大于等于设定的门限值γ0时，则认为节点i和节点j可以直接通信；若SNR的值小于设定的门限值γ0，则认为节点i和节点j不能直接通信，需要通过其他节点跳转；设置门限值区间和该区间对应的传输速率，基于计算的各个节点间的信噪比，确定各个节点间的信噪比对应的门限值区间和该区间对应的传输速率；表示为：SNR∈[γα,γβ]，第k个区间门限时对应的传输速率为其中，γα为第k个区间门限的下限，γβ为第k个区间门限的上限和第k+1个区间门限的下限。4.根据权利要求3所述基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法，其特征在于：所述SNR的表达式为：其中，Pi是节点i的发送功率，Lb(i,j)是节点i和节点j之间路径损耗，Nr是空间白噪声影响参数。5.根据权利要求4所述基于分支定界法的端到端路由中继链路选取方法，其特征在于：所述步骤三中基于步骤三进行数学建模，得到优化模型；具体过程为：假设有一大小为L的数据包，需要在主链上从节点m传输到节点n；设代价函数ti,j为数据包从节点i传输到节点j对应的传输时延，表达式如下：目标是在最小跳数约束下，最大化从节点m传输到节点n的平均传输速率，数学问题建2CN113676979A权利要求书2/3页模如下：i,j,k∈{1,2,…N},(b)xi,j∈{0,1},(c)其中，R*为目标函数，xi,j为通信链路建立因子，当xi,j＝1时，表示数据从节点i传输到节点j的通信链路成立；当xi,j＝0时，表示数据从节点i传输到节点j的通信链路不成立；L表示数据包的大小，M表示最大跳数值；T表示时隙值；只有当节点间的SNR大于等于设定的最小阈值时，ri,j存在，其他情况，节点i和节点j之间不能建立链路，ri,j＝0。6.根据权利要求5所述基于分支定界法的端到端路由中继链