[发明专利]一种基于虚拟路由空洞的抗干扰型绿色水下流路由方法

权利要求书

1.一种基于虚拟路由空洞的抗干扰型绿色水下流路由方法，其特征在于，设发送数据的节点为源节点，固定在水底，转发节点锚定在水里，数据最终汇聚到Sink节点，水下数据传输在常规流路由方法的基础上，在路径选择和建立过程引入了干扰回避机制，流路由建立及干扰回避机制引入的具体步骤如下：

步骤1：当源节点有数据需要发送，则通过控制信道向Sink节点洪泛流路由请求包，流路由请求包中包含待发数据的大小以及距离源节点的跳数，每一个转发节点收到流路由请求包会丢弃跳数大的，选择跳数小的进行跳数加1后转发；

步骤2：Sink节点收到流路由请求包后，通过跳数最短或最先到达的路径回复流路由回复包，流路由回复包中包含该节点的上一跳节点的ID号、其与上一跳节点所使用的OFDM通信信道以及该条流路由的生存周期；

步骤3：流路由回复包的回复过程中，只有步骤2中路径上已被选定的转发节点进行流路由回复包的转发，其他监听到流路由回复包的转发节点会将已被自身相邻转发节点使用的OFDM通信信道以及其参与建立的流路由的生存周期保存到信道记录表中，则监听到流路由回复包的转发节点在其相邻转发节点流路由的生存周期内如果参与其他流路由的建立，会排除已被占用的OFDM通信信道，选择空闲的OFDM通信信道，以避免干扰正在进行数据传输的相邻流路由路径，若信道记录表中的某条流路由的生存周期到了，则转发节点会将被该条流路由占用的OFDM通信信道从信道记录表中删除；

步骤4：源节点收到流路由回复包后，会从空闲的OFDM通信信道通过流路由回复包的回复路径，使用流路由方法将数据按分配好的数据信道传送至Sink节点。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟路由空洞的抗干扰型绿色水下流路由方法，其特征在于，所述步骤1中采用一种虚拟路由空洞的形成方法，用于规避海洋生物，具体步骤如下：

步骤1-1：在步骤1的流路由请求包的洪泛过程中，若转发节点探测到其周围存在海洋生物，则根据自身的位置、发射功率、通信范围以及海洋生物的位置判断其是否在生物干扰范围内，如果转发节点的通信范围大于或等于转发节点和海洋生物之间的距离，则该转发节点判断其自身在生物干扰范围内，同时将自身设置为虚拟路由空洞节点；如果转发节点的通信范围小于转发节点和海洋生物之间的距离，则该转发节点正常工作；

步骤1-2：当海洋生物离开虚拟路由空洞区域，即虚拟空洞节点无法感知该海洋生物时，则虚拟空洞节点恢复成正常转发节点，参与下一个流路由发现和建立。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟路由空洞的抗干扰型绿色水下流路由方法，其特征在于，所述步骤2中的流路由的生存周期根据流路由请求包中包含的待发数据的大小及距离源节点的跳数，并结合转发节点的数据传输率、平均每跳的距离以及水声传播速度计算得出，具体计算公式如式(1)所示：

其中，R_bit表示转发节点的数据传输速率，单位为bps，E(d_hop)表示平均每跳的距离，v表示水声传播速度，L_data为待发数据的大小，单位为bit，N为距离源节点的跳数。