[发明专利]一种海空定向自组织网络空分复用时分多址接入模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种海空定向自组织网络空分复用时分多址接入模型的构建方法，首先根据给定的空分多址时隙分配表建立空分多址抽象拓扑；然后设计定向邻居发现机制，基于该机制节点可获取网络拓扑结构；最后利用子图同解决抽象拓扑与实际网络拓扑节点之间的映射关系，完成空分复用时分多址接入模型的构建。根据该模型，网络节点即可确定自己的工作时隙和通信对象，从而实现空分多址接入。本发明能够为海空定向自组织网络的空分多址接入提供理论模型支撑，并有效提高其频谱利用率及网络性能。

主权项

一种海空定向自组织网络空分复用时分多址接入模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)抽象拓扑构建由给定的空分多址时隙分配表，可确定其对应各抽象节点的工作时隙和通信对象，并建立空分多址抽象拓扑及其邻接矩阵A；(2)网络拓扑构建网络的初始拓扑结构通过定向邻居发现和消息携带转发原则的方式实现；节点通过不断定向发布和接收hello消息获取邻居节点信息，再通过携带转发的方式发送到全网，最后各节点通过相同算法生成网络拓扑结构；所有节点首先进行定向邻居节点发现，具体过程为：步骤(2a)：每个节点设置一个邻居节点列表NList，该列表初始为空；步骤(2b)：节点随机选择一个时间生成M个波束并发送hello消息，消息中附带其ID、位置和NList等信息；消息发送完毕，节点立即进入全向接收状态；步骤(2c)：若节点在Δt内收到其它节点的hello消息，则将该hello消息发送节点的ID添加到NList中，并转入步骤(2b)；若节点在Δt内没有收到其它节点的hello消息，则沿按顺时针方向转过角度α，重新生成M个波束并转入步骤(2b)；如此循环，每个节点即可获知全网所有节点的NList和位置等信息，从而可以构造出全网的拓扑结构及其邻接矩阵B；(3)抽象拓扑与网络拓扑映射采用子图同构原理进行映射，映射过程包括如下步骤：步骤(3a)：设定过滤策略为：若抽象拓扑图G_p的节点i的节点度大于网络拓扑图图G_t节点j的节点度，则这两个节点之间不可能映射；根据过滤策略可得每个抽象节点在网络中可能的映射节点集合CMS；步骤(3b)：随意选取象拓扑图的一个节点作为根节点，按照深度优先搜索算法构建抽象拓扑图的一棵根生成树T；步骤(3c)：对网络拓扑图采用深度优先搜索算法进行遍历，遍历过程就是映射搜索过程；遍历过程中网络拓扑图依次增加节点与根生成树T中的节点按顺序映射，并逐步构建网络拓扑图的一棵根生成树T’；若映射成功，则将该节点添加到根生成树T’中，否则退回，从另一分支继续搜索，直到找到映射关系为止。