[发明专利]基于不等长苏醒时隙的低占空比传感网邻居发现方法

权利要求书

1.一种基于不等长苏醒时隙的低占空比传感网邻居发现方法，其特征在于：采用长度不等长苏醒时隙和单向邻居发现方法，在每一个周期中构建两种苏醒时隙,A时隙和C时隙，C时隙分为IP和BP两部分，只有BP处于苏醒状态，IP处于空闲状态，且BP的苏醒持续时间只够发送一帧数据，其值为δ，A时隙和C时隙的末端都具有时隙溢出，溢出的长度为发送一帧数据的时间δ；

具体做法是：

预先将时间轴划分为多个等长连续时隙，其长度为τ，由t个连续时隙构成一个周期，用时隙的大小作为基本单位，每个周期内时隙从0到t-1编号，用n个周期构成一个n行c列的矩阵M，其大小用T表示，因为c在数值上等于t，则T＝nt；

每个周期内有一个A时隙，位于这个周期内的第0个时隙位置，有一个或者多个C时隙，其余时隙都为休眠时隙；

在一个矩阵内总共设置有t/2个C时隙，将这t/2个C时隙平均分配到n行；C时隙如果不能平均分配，即t/2不能被n整除时，则把余下的C时隙分配到最后一个周期，同时保证把每行的C时隙都投影到某行时，这个投影行上从1到t/2的所有时隙都是C时隙；

每个节点按照矩阵M所规定的模式工作，这种模式每隔T个时隙重复，T个时隙称作超级周期nt；由于A时隙和C时隙的末端都具有一帧数据的时间δ时隙溢出，对于任意两个邻居节点，一个节点的A时隙与另外一个节点的A时隙相对位移保持不变，在一个超级周期内一定能够保证至少一次重叠时间大于等于δ的A-A重叠,或者至少一次重叠时间等于δ的A-BP重叠,A-A重叠是指两个节点在A时隙重叠，A-BP重叠是指一个节点的A时隙与另一个节点BP重叠；

在实施中邻居发现的步骤是：开始，

第一步，在给定占空比的条件下，根据公式计算决定节点工作模式的矩阵M的行数n，以及最坏发现延迟w(n)；

第二步，在一个超级周期nt内将总共t/2个C时隙平均分配到每个周期且保证如果把矩阵M每行的C时隙都投影到某行时，这个投影行上从1到t/2的所有时隙都是C时隙；

第三步，根据w(n)＝(n+1)t和已经求得的n和w(n)，得到周期t的值；

第四步，每个节点都按照矩阵M所规定的苏醒模式工作，只在A时隙和C时隙的BP苏醒，在其他时隙保持休眠；

第五步，判断是否实现了双向发现，是，结束，否，返回第四步。

2.如权利要求1所述的基于不等长苏醒时隙的低占空比传感网邻居发现方法，其特征在于：传感网中的节点密度为15，网络中的所有节点的占空比为2％、通信半径为100m、速度为10m/s，在500m×500m的场地中进行邻居发现的具体步骤是：

第一步，设置需求占空比为2％，最坏发现延迟为w(n)，

按照通过求导算得使得w(n)取得最小值的n的值n_opt以及对应的w(n)的值w(n_opt)，若n_opt的值不是整数，将n_opt四舍五入只保留整数部分；

第二步，因为单向发现延迟是nt，双向邻居发现需要额外的一个周期，所以w(n_opt)＝(n_opt+1)t，再根据已经求得的n_opt和w(n_opt)，得到周期t的值；

第三步，在一个超级周期n_optt内将总共t/2个C时隙平均分配到每个周期，即每个周期分得的C时隙的个数为如果t/2不能被n整除，则将余数增加到最后一个周期，对于每个C时隙的位置分配，要保证如果把矩阵M每行的C时隙都投影到某行时，这个投影行上从1到t/2的所有时隙都是C时隙；

第四步，每个节点都按照矩阵M所规定的苏醒模式周而复始地工作，只在A时隙和C时隙的BP苏醒，在其他时隙保持休眠，这种模式每隔T＝nt个时隙重复执行；

第五步，当某个节点接收到一帧数据，即一个信标时，节点根据这帧数据中携带的发送节点在本周期内A时隙的起始时间到这帧数据发送时间的相对位移，知道发送节点当前处于A时隙还是C时隙；如果是A时隙，则能够保证双向发现，如果是C时隙，则接收节点将在发送节点的下一个A时隙到来时主动苏醒，并发送一帧数据，以保证双向发现；

第六步、对于移动无线传感网节点，按照上述第四步、第五步过程循环反复进行；对于静态无线传感网，当节点工作时间达到所设定的时间界限后，邻居发现过程终止。