[发明专利]基于跳频的无线自组织网络汇聚方法、装置及存储介质

说明书

本发明涉及一种基于跳频的无线自组织网络汇聚方法、装置及存储介质，该方法包括：为网络中的节点设置信息存储模型，信息存储模型内存储有节点信息，节点信息包括节点类型信息、汇聚时隙倒计时信息及汇聚信道信息；任意节点汇聚组成新组后，将组内节点的信息存储模型的节点信息进行筛选并根据筛选后的节点信息进行下次汇聚，组内任意节点与邻居组和/或未汇聚节点汇聚后，将下次汇聚节点信息发送给邻居组和/或未汇聚节点；邻居组和/或未汇聚节点接收下次汇聚节点信息并选择与下次汇聚节点信息对应的时隙与信道以与发送节点信息的组内节点在下次汇聚时隙汇聚并组成新组。本发明实现已经汇聚的节点间的信息传递，从而达到提升汇聚时间的效果。

技术领域

本发明涉及一种基于跳频的无线自组织网络汇聚方法、装置及存储介质，属于电子技术领域。

背景技术

无线自组织网络是一种自治、无中心的网络，网络中所有节点的地位平等，节点能够随时加入和离开网络，任何节点的故障都不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。因此在军事通信、移动会议、紧急灾难恢复服务、无线传感器网络等中具有重要应用。在无线自组织网络中，节点的首要任务是发现邻居节点并形成通信链路，此过程称为汇聚过程。汇聚过程的时间直接关系到整个网络的可用性，因此对汇聚过程的时间优化问题越来越受到关注。

汇聚过程有很多实现方法，其中最常用到的是称为跳频的汇聚技术，跳频是有关于频段信道的选择碰撞的问题，假如两个节点要进行汇聚，首先两个节点都会有一个可用的信道列表，每个节点会从中选出一个信道进行收发，尝试与邻居节点建立连接，只有两个节点选择的信道一致，两个节点才能正式汇聚成功。如图1所示，在第4个时间点，节点A和节点B都切换在信道5上，则节点A和节点B在时隙4汇聚成功，时间4我们也通常叫时隙4，下面统一用时隙表述时间。上面图1的示例只展示了两个节点的汇聚情况，然而一个认知网络区域中可能会有很多个节点，如何让这些节点尽快地汇聚成功成为很多网络设计者的研究对象。

基于去中心的汇聚策略就是采用基于跳频方式设计的，但是基于跳频的方式也有两种，一种就是随机跳频，各个节点随机地选择自己可用信道进行切换，这样总有可能所有节点在同一时隙跳到一起，但是随着节点的增多，这汇聚成功的概率会越来越低，因此，第二种方式就是具有保证汇聚性的跳频方式，这种方式主要就是设计节点的跳频序列，目前也有很多跳频序列算法，比如：Ring-walk(RW)算法、Jump-stay(JS)算法等，这些方法都规定了各个节点每个时隙选择的信道，只要采用这些算法，这个区域中的所有节点都能够在一定的时间内汇聚，因此这种方法具有一定汇聚性，这也是最新最前沿的研究成果。然而，这些算法都是基于两个节点进行测试与说明的，然后采用了一种简单的策略，将方法扩充应用到多个节点。我们以Jump-stay算法进行说明。如图2所示，这是JS算法为每个节点的生成的默认序列，从图我们可知，由于没有中心时间同步点，节点u1、u2和u3分别从时隙1,3和5初始化。图3展示了JS算法扩展到3个节点的汇聚情形，即使是3个节点进行汇聚，也需要先将两个节点进行汇聚后再进行与其他节点汇聚的，从图中我们可以看出当u1与u2在时隙4交汇成功后，JS算法会通过自身的比较算法，将较小值的用户序列追随较大值的用户的序列(这里u1较小)，因此节点u1将自身的跳频序列从时隙3开始改成与节点u2一致的序列了(图3阴影部分)，这样实际上节点u1与节点u2就可以看作为一个节点，因为它们的序列完全一致，最终节点u1、u2和u3在时隙15处交汇成功。整个交汇过程消耗15-4＝11个时隙间隔，计算时隙间隔从所有节点开始启动时算起。JS算法及其他绝大部分算法都是针对两个节点进行设计，然后以这种汇聚后的追随策略将其扩充应用到多个节点的情况，但是这种方式毕竟不是专门针对多节点设计的，它们没有考虑已经汇聚的节点间的信息传递。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述现有技术问题的基于跳频的无线自组织网络汇聚方法、装置及存储介质。本发明提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种基于跳频的无线自组织网络汇聚方法，所述方法包括：