專利名稱：船載自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種船載自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法，應(yīng)用于船舶組網(wǎng)通信。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的海事通信如數(shù)字選擇性呼叫、單邊帶無(wú)線電話、衛(wèi)星搜救系統(tǒng)等，它們帶寬窄、信號(hào)穩(wěn)定性差，價(jià)格昂貴。船載識(shí)別系統(tǒng)(AIQ停留在單向9.61ApS低數(shù)據(jù)率的傳輸水平，雙向通信還需借助其它技術(shù)手段。寬帶通信領(lǐng)域例如3G網(wǎng)絡(luò)，雖然其移動(dòng)通信網(wǎng)覆蓋范圍較寬，但短距離船舶例如艦隊(duì)航行、近港船舶等，近距離自組組網(wǎng)，具有數(shù)兆以上的帶寬，便捷和廉價(jià)上優(yōu)于3G網(wǎng)絡(luò)。所以，擴(kuò)充現(xiàn)有的AIS基站監(jiān)控系統(tǒng)使之具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，進(jìn)一步可以利用該功能組建寬帶船載移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)(Shipborne AdHoc Network, SANET)，實(shí)現(xiàn)船-岸-hternet聯(lián)網(wǎng)，是海上通信的未來(lái)發(fā)展方向。由于船舶能夠收到周圍船舶AIS廣播的GPS定位信息和航跡航向等其它有益信息，所以基于地理定位信息的路由協(xié)議更適合SANET，并且地理路由以其可擴(kuò)展性好、不需要存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)表、貪婪式轉(zhuǎn)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為移動(dòng)自組網(wǎng)路由協(xié)議的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。但是地理路由需要解決兩個(gè)問(wèn)題，其一，必須預(yù)先發(fā)布其位置信息；其二，遭遇拓?fù)淇斩?(Void)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外基于地理定位信息的路由協(xié)議中具有代表性的有①基于區(qū)域泛洪，算法簡(jiǎn)單，但泛洪通訊復(fù)雜度高；②基于貪婪轉(zhuǎn)發(fā)。采用相關(guān)鄰接圖等對(duì)全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行約簡(jiǎn)，把網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接狀態(tài)映射成平面圖，也有采用局部化Delaimay三角剖分構(gòu)造平面圖并以此作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)拓?fù)?，但其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有針對(duì)SANET設(shè)計(jì)的路由協(xié)議。由于船舶能夠收到周圍船舶AIS 廣播的GPS定位信息和航跡航向等其它有益信息，所以基于地理定位信息的路由協(xié)議更適合SANET，并且地理路由以其可擴(kuò)展性好、不需要存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)表、貪婪式轉(zhuǎn)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為移動(dòng)自組網(wǎng)路由協(xié)議的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。但是地理路由需要解決兩個(gè)問(wèn)題，其一，必須預(yù)先發(fā)布其位置信息；其二，遭遇拓?fù)淇斩磫?wèn)題。比如現(xiàn)有的基于地理定位的貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策略雖更適合SANET環(huán)境。但是，貪婪轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)遭遇本地最小的拓?fù)淇斩磫?wèn)題，因此有待提出一種能預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩创嬖诓⒛芾@過(guò)拓?fù)淇斩吹霓D(zhuǎn)發(fā)策略。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，提供一種能提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩创嬖诓⒛艹晒@過(guò)拓?fù)淇斩吹拇d自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該船載自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法，包括采用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計(jì)的基于地理位置路由策略主模塊，其特征在于還包括采用啟發(fā)式搜索設(shè)計(jì)的繞過(guò)拓?fù)淇斩捶椒ê筒捎民R爾可夫狀態(tài)鏈設(shè)計(jì)的拓?fù)淇斩搭A(yù)測(cè)模型這兩個(gè)主模塊，當(dāng)貪婪轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中遇到“本地最小問(wèn)題”時(shí)，調(diào)用啟發(fā)式搜索算法以繞過(guò)拓?fù)淇斩矗⒂民R爾可夫狀態(tài)鏈提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹拇嬖诤途?，進(jìn)而優(yōu)化啟發(fā)式搜索，啟發(fā)式搜索結(jié)束后返回貪婪轉(zhuǎn)發(fā)，還包括有一地理位置服務(wù)模型輔助模塊，該輔助模塊用于給上述三個(gè)主模塊提供地理定位信息。這樣，通過(guò)該方法既可以提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹拇嬖冢彝ㄟ^(guò)啟發(fā)式算法能繞過(guò)拓?fù)淇斩磸亩岣叽d自組網(wǎng)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率。本發(fā)明設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略是啟發(fā)式算法為主線，以貪婪轉(zhuǎn)發(fā)、位置服務(wù)和拓?fù)淇斩搭A(yù)測(cè)為輔助手段，解決SANET高效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)問(wèn)題。對(duì)SANET動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的拓?fù)淇斩磫?wèn)題，建立其可預(yù)測(cè)感知的數(shù)學(xué)模型和可預(yù)測(cè)其精度的辨識(shí)方法，在全局動(dòng)態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中求得局部穩(wěn)態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支持。本發(fā)明的主要技術(shù)方法有(1)利用鄰域船舶地理定位信息，設(shè)計(jì)繞過(guò)拓?fù)淇斩吹母咝实膯l(fā)函數(shù)和啟發(fā)式算法；(2)建立螺旋網(wǎng)格(Spiral Grid)分布式位置服務(wù)(Location Service)模型。位置服務(wù)模型應(yīng)該達(dá)到的效果是距離被服務(wù)節(jié)點(diǎn)越近，服務(wù)節(jié)點(diǎn)越密，從而被服務(wù)的概率越高。( 利用位置服務(wù)機(jī)制和鄰域地理定位知識(shí)，建立能夠提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩创嬖诘鸟R爾可夫預(yù)測(cè)模型。各個(gè)模塊既相對(duì)獨(dú)立又相互配合而形成統(tǒng)一的整體，模塊的技術(shù)特點(diǎn)詳述如下1、啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法在人工智能領(lǐng)域和路徑規(guī)劃中廣泛使用的算法。對(duì)于啟發(fā)函數(shù)f (X) = g(XHh(X)，ig(X) =0時(shí)，算法等效于深度優(yōu)先搜索(DFS)；當(dāng)h(x) =0時(shí)，算法等效于廣度優(yōu)先搜索(BFS)。啟發(fā)式算法介于DFS和BFS之間，其算法效率高。雖然有文獻(xiàn)提到了將啟發(fā)式算法應(yīng)用于MANET，但無(wú)線節(jié)點(diǎn)其傳輸半徑有限，沒(méi)有考慮到基于地理信息在全網(wǎng)范圍內(nèi)搜索的等技術(shù)問(wèn)題。啟發(fā)式算法在人工智能領(lǐng)域和路徑規(guī)劃中廣泛使用的算法。 對(duì)于啟發(fā)函數(shù)f(x) =g(xHh(x)，當(dāng)g(x) =0時(shí)，算法等效于深度優(yōu)先搜索；當(dāng)h (χ) =0 時(shí)，算法等效于廣度優(yōu)先搜索。雖然有文獻(xiàn)提到了將啟發(fā)式算法應(yīng)用于自組網(wǎng)，但沒(méi)有考慮到無(wú)線節(jié)點(diǎn)其傳輸半徑有限，只能基于鄰接節(jié)點(diǎn)而不能在全網(wǎng)范圍內(nèi)離散搜索的問(wèn)題。2、拓?fù)淇斩搭A(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)外提出過(guò)許多繞過(guò)路由空洞的改進(jìn)性協(xié)議，例如距離更新算法、行進(jìn)啟發(fā)地理路由等。但這些協(xié)議是基于樹和圖的搜索，只適合靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境；而啟發(fā)式算法則更適合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)境和基于本地路由。并且上述協(xié)議都沒(méi)有提出對(duì)拓?fù)淇斩刺崆斑M(jìn)行預(yù)測(cè)的技術(shù)。國(guó)內(nèi)外提出過(guò)許多繞過(guò)路由拓?fù)淇斩吹母倪M(jìn)性協(xié)議，例如距離更新算法、行進(jìn)啟發(fā)地理路由等。但這些協(xié)議是基于樹和圖的搜索，只適合靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境； 而啟發(fā)式算法則更適合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)境和基于本地路由。并且上述協(xié)議都沒(méi)有提出對(duì)拓?fù)淇斩刺崆斑M(jìn)行預(yù)測(cè)的技術(shù)。3、位置服務(wù)器最新地理位置服務(wù)技術(shù)如都是專門論述如何提供位置服務(wù)機(jī)制，其路由技術(shù)與位置服務(wù)技術(shù)相互獨(dú)立，沒(méi)有有效的利用位置服務(wù)機(jī)制帶來(lái)的好處。本項(xiàng)目首次將基于地理信息的位置服務(wù)技術(shù)和基于地理信息的尋路技術(shù)加以結(jié)合，并充分利用位置服務(wù)技術(shù)提供的位置發(fā)布機(jī)制和位置信息，提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹拇嬖?，達(dá)到提高轉(zhuǎn)發(fā)效率的目的。進(jìn)一步地，所述的地理位置服務(wù)模型采用螺旋四叉網(wǎng)格提供地理定位信息。即近距離的被服務(wù)節(jié)點(diǎn)其位置服務(wù)器越密。利用螺旋四叉網(wǎng)格模型滿足近距離節(jié)點(diǎn)優(yōu)先提供服務(wù)的原則，同時(shí)利用船舶航跡、航向、目的地等參數(shù)對(duì)該模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)一步的方案是還包括一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)約束策略輔助模塊，該模塊通過(guò)鄰接網(wǎng)格轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)所述的啟發(fā)式搜索過(guò)程進(jìn)行約束。使它受到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率有限的約
束ο上述路由方法可推廣到車載、船載、無(wú)人飛機(jī)等可便攜地理定位設(shè)備的自組織網(wǎng)絡(luò)，為這類網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)、尋路等提供有價(jià)值的技術(shù)參考。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在貪婪轉(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)上引入繞過(guò)拓?fù)淇斩捶椒K和拓?fù)淇斩搭A(yù)測(cè)模型這個(gè)兩個(gè)主模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)拓?fù)淇斩催M(jìn)行提前預(yù)測(cè)并能繞過(guò)拓?fù)淇斩吹霓D(zhuǎn)發(fā)策略，提高了船載自組網(wǎng)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的關(guān)鍵技術(shù)模塊及其相互作用過(guò)程關(guān)系；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的拓?fù)淇斩春捅镜刈钚?wèn)題示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的啟發(fā)式函數(shù)設(shè)計(jì)示意圖；圖4是運(yùn)用本發(fā)明實(shí)施例所采用的分布式柵格位置服務(wù)機(jī)制示意圖；圖5是運(yùn)用本發(fā)明實(shí)施例利用位置服務(wù)機(jī)制所采用的拓?fù)淇斩搭A(yù)測(cè)策略圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。由于船載AIS攜帶有地理定位信息，基于地理定位信息的路由協(xié)議具有擴(kuò)展性強(qiáng)、基于局部拓?fù)?、貪婪轉(zhuǎn)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，但貪婪轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中會(huì)遭遇拓?fù)淇斩磫?wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題，研究?jī)?nèi)容以以下三個(gè)方向展開(1)研究利用鄰域船舶GPS等地理定位信息，設(shè)計(jì)繞過(guò)拓?fù)淇斩吹母咝实膯l(fā)函數(shù)和啟發(fā)式算法；(2)建立位置服務(wù)(LocationService)的分發(fā)模型。初步考慮螺旋四叉網(wǎng)格模型，即近距離的被服務(wù)節(jié)點(diǎn)其位置服務(wù)器越密。⑶利用位置服務(wù)的發(fā)布模型和鄰域地理定位知識(shí)，建立預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹鸟R爾可夫預(yù)測(cè)模型；并利用該模型對(duì)啟發(fā)式函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。如圖1所示，本路由方法包括基于地理位置路由策略、繞過(guò)拓?fù)淇斩捶椒ā⑼負(fù)淇斩搭A(yù)測(cè)模型這三個(gè)主模塊，以及地理位置服務(wù)模型和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)約束策略兩個(gè)輔助模塊。其中，三個(gè)主模塊分別采用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)、啟發(fā)式搜索、馬爾可夫狀態(tài)鏈策略完成主模塊的具體功能設(shè)計(jì)；輔助模塊采用螺旋四叉網(wǎng)格提供地理位置定位信息供上述三個(gè)主模塊共享，并采用鄰接網(wǎng)格轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的搜索過(guò)程進(jìn)行約束。該路由方法以貪婪轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)，由貪婪轉(zhuǎn)發(fā)將基于AIS的單播轉(zhuǎn)發(fā)信道的通信需求和船載自組通信網(wǎng)(SANET)互連，當(dāng)貪婪轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中遇到“本地最小問(wèn)題”時(shí)，調(diào)用啟發(fā)式搜索算法以繞過(guò)拓?fù)淇斩?；但如果能提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹拇嬖诤途龋瑒t可以對(duì)啟發(fā)搜索進(jìn)行優(yōu)化。繞過(guò)拓?fù)淇斩春?，啟發(fā)式搜索結(jié)束；啟發(fā)式搜索結(jié)束后，返回貪婪轉(zhuǎn)發(fā)。本方法能預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹拇嬖?，并且采用啟發(fā)式算法繞過(guò)拓?fù)淇斩?，提高了船載自組網(wǎng)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率。1、對(duì)于啟發(fā)式算法具體描述如下在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷變化的分布式自組移動(dòng)網(wǎng)中，源消息如何找到一條最佳路徑到達(dá)目的地，是路由的核心問(wèn)題。目前主流的地理路由(Geographic Routing)策略是貪婪 (Greedy)轉(zhuǎn)發(fā)，但貪婪轉(zhuǎn)發(fā)存在一個(gè)本地最小(Local Minimum)問(wèn)題，如圖2中的X節(jié)點(diǎn)， X找不到距離目標(biāo)T更近的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。如果恰當(dāng)?shù)剡x擇啟發(fā)式函數(shù)f(x)，可以啟發(fā)地繞過(guò)本地最小節(jié)點(diǎn)X到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)T。這里f(x) = g(x)+h(x),g(x)表示從源節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前X的實(shí)際代價(jià)，h(x)表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的估計(jì)值。關(guān)鍵技術(shù)如下a、分組到達(dá)本地最小節(jié)點(diǎn)X后，如何利用啟發(fā)式函數(shù)f(x)找到下一個(gè)擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)。 選取啟發(fā)函數(shù)為f (χ) =Lsx+dis(X, x)+h(x)0如圖3，Lsx表示源節(jié)點(diǎn)到本地最小節(jié)點(diǎn)的距離，dis (X，hi)表示本地最小節(jié)點(diǎn)X到hi的歐幾里得距離，dis (hl,T)表示hi到目的節(jié)點(diǎn) T 的距離。下一跳節(jié)點(diǎn) hi 和 n3 比較，如果 dis (X，hi)+dis (hi，Τ) < dis (X, n3)+dis(n3, Τ)，則通過(guò)hi轉(zhuǎn)發(fā)，否則通n3轉(zhuǎn)發(fā)。b、一般的啟發(fā)搜索過(guò)程允許在全局范圍內(nèi)跳躍式搜索；而對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，搜索過(guò)程只可能出現(xiàn)在本節(jié)點(diǎn)半徑覆蓋范圍內(nèi)的鄰接節(jié)點(diǎn)。如何在不丟失全局特性的基礎(chǔ)上而將被擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)約束在鄰接的下一跳。改全網(wǎng)內(nèi)啟發(fā)搜索為鄰接網(wǎng)格轉(zhuǎn)發(fā)。如圖5， 在level2級(jí)，設(shè)全網(wǎng)為G，X和T在鄰接網(wǎng)格GO、G3內(nèi)，鄰接網(wǎng)格轉(zhuǎn)發(fā)路徑為G0 — G3 ；在 Ievell級(jí)，鄰接網(wǎng)格轉(zhuǎn)發(fā)路徑為G01 — GOO — G03 — . . . — T ；以此類推。2、對(duì)輔助模塊中的位置服務(wù)技術(shù)具體描述如下基于地理定位信息的路由協(xié)議有一個(gè)前提條件，那就是在搜索目的節(jié)點(diǎn)之前必須首先知道目的節(jié)點(diǎn)的地理位置，而目的節(jié)點(diǎn)的地理位置是通過(guò)位置服務(wù)機(jī)制提供的。所以， 如何巧妙地利用位置服務(wù)機(jī)制提供的位置信息為搜索服務(wù)是一個(gè)創(chuàng)新性的研究方法。例如圖4，節(jié)點(diǎn)T’將自己的位置發(fā)布給IevelO的4_鄰域網(wǎng)格內(nèi)的g4、g5節(jié)點(diǎn)；同時(shí)發(fā)布給 Ievell的4_鄰域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的h6、hi ；其本身作為leve12的4-鄰域網(wǎng)格內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，我們把這種位置服務(wù)機(jī)制稱為螺旋四叉網(wǎng)格模型，如圖4和圖5。關(guān)鍵技術(shù)如下a、利用位置服務(wù)機(jī)制，提前預(yù)測(cè)距離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)。如圖4，本地最小節(jié)點(diǎn) X的第一個(gè)被擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)hi記錄有T’的坐標(biāo)，而T’則是距離目的節(jié)點(diǎn)T較近的節(jié)點(diǎn)。位置服務(wù)發(fā)布模型的設(shè)計(jì)策略。利用螺旋四叉網(wǎng)格模型滿足近距離節(jié)點(diǎn)優(yōu)先提供服務(wù)的原則， 同時(shí)利用船舶航跡、航向、目的地等參數(shù)對(duì)該模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。b、啟發(fā)搜索轉(zhuǎn)變?yōu)榕c位置服務(wù)機(jī)制相同的鄰接網(wǎng)格(grid-by-grid)間進(jìn)行。如圖5，在levell，鄰接網(wǎng)格間的轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程為G01 —GOO —G03。grid-by-grid轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)格粒度(GridGranularity)可以由粗到細(xì)地分級(jí)進(jìn)行，在不同的Ievel2-levell_level0上，網(wǎng)絡(luò)粒度不同。3、對(duì)拓?fù)淇斩搭A(yù)測(cè)的具體描述如下—旦確定位置服務(wù)的分布模型，根據(jù)馬爾可夫預(yù)測(cè)模型，便能依此預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹奈恢煤痛笮?。如圖4，本地最小節(jié)點(diǎn)X記錄有被服務(wù)節(jié)點(diǎn)的位置信息{1，4，5，6}，而第一個(gè)啟發(fā)節(jié)點(diǎn)hi也記錄有位置信息{Χ，3，7，Τ’ }，將獲得的位置信息轉(zhuǎn)化為齊次平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的抽樣時(shí)刻和狀態(tài)符，根據(jù)多徑高階馬爾可夫齊次鏈來(lái)預(yù)測(cè)二維拓?fù)淇斩吹拇嬖冢鐖D5，在levell，預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩碐02的存在。隨著啟發(fā)過(guò)程的繼續(xù)進(jìn)行和被擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的增多， 學(xué)習(xí)到的位置知識(shí)就越來(lái)越多，預(yù)測(cè)精度也越來(lái)越高。關(guān)鍵技術(shù)如下a、根據(jù)電子海圖、被擴(kuò)展搜索節(jié)點(diǎn)的跨度，離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離等劃分網(wǎng)格的精度；并根據(jù)馬爾可夫鏈的條件轉(zhuǎn)移概率模型，分級(jí)預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹木?。如圖5，縱向看 LeVe12-LeVelO各級(jí)，拓?fù)淇斩创笮〔煌?duì)于特殊類型的拓?fù)淇斩?，選擇合適精度的網(wǎng)格去預(yù)測(cè)合適粒度的拓?fù)淇斩础、四叉網(wǎng)格迭代搜索。在不同的Level上預(yù)測(cè)出合適精度的拓?fù)淇斩春螅{(diào)用鄰接網(wǎng)格啟發(fā)式搜索算法。如圖5，橫向看LeVe12-LeVelO各級(jí)，深色方塊表示各級(jí)精度的鄰接連通網(wǎng)格所歷經(jīng)的路徑?；趃rid-by-grid轉(zhuǎn)發(fā)，啟發(fā)式算法滿足正確性和收斂性。
權(quán)利要求
1.一種船載自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法，包括采用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計(jì)的基于地理位置路由策略主模塊，其特征在于還包括采用啟發(fā)式搜索設(shè)計(jì)的繞過(guò)拓?fù)淇斩捶椒ê筒捎民R爾可夫狀態(tài)鏈設(shè)計(jì)的拓?fù)淇斩搭A(yù)測(cè)模型這兩個(gè)主模塊，當(dāng)貪婪轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中遇到 “本地最小問(wèn)題”時(shí)，調(diào)用啟發(fā)式搜索算法以繞過(guò)拓?fù)淇斩?，并用馬爾可夫狀態(tài)鏈提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹拇嬖诤途?，進(jìn)而優(yōu)化啟發(fā)式搜索，啟發(fā)式搜索結(jié)束后返回貪婪轉(zhuǎn)發(fā)，還包括有一地理位置服務(wù)模型輔助模塊，該輔助模塊用于給上述三個(gè)主模塊提供地理定位信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法，其特征在于所述的地理位置服務(wù)模型采用螺旋四叉網(wǎng)格提供地理定位信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船載自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法，其特征在于還包括一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)約束策略輔助模塊，該模塊通過(guò)鄰接網(wǎng)格轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)所述的啟發(fā)式搜索過(guò)程進(jìn)行約束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船載自組網(wǎng)中利用位置信息啟發(fā)式的路由方法，其特征在于它包括基于地理位置路由策略、繞過(guò)拓?fù)淇斩捶椒ê屯負(fù)淇斩搭A(yù)測(cè)模型三個(gè)主模塊及地理位置服務(wù)模型和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)約束策略兩個(gè)輔助模塊。該方法能提前預(yù)測(cè)拓?fù)淇斩吹拇嬖?，并通過(guò)基于地理信息的啟發(fā)式算法繞過(guò)拓?fù)淇斩矗鉀Q了船載自組網(wǎng)中高效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的核心技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04W40/22GK102572998SQ201010601309
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者江有福 申請(qǐng)人:浙江海洋學(xué)院