[发明专利]一种基于历史信息的方向性天线自适应邻居发现的方法

摘要

本发明公开了一种基于历史信息的方向性天线自适应邻居发现的方法，属于移动自组网的邻居发现领域。针对具有地域性与集群性的无线移动网络中，针对节点i配置一个方向性天线并划分扇区，初始监视周期，节点i在每个扇区停留的时间相同，在该停留时间内，节点i周期性在发送时隙内广播消息，更新“邻节点列表”完成邻居发现；并在此基础上，更新第二个监视周期的停留时间，同时更新“邻节点列表”。从第三个监视周期开始，根据上一个更新的“邻节点列表”，微调停留时间，并完成“邻节点列表”发现。本发明对网络中的拓扑变化足够敏感，减少特定环境下方向性天线在某些没有邻节节点的扇区停留造成扫描时间的浪费，适应各种情况。

主权项

1.一种基于历史信息的方向性天线自适应邻居发现的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、针对节点分布具有地域性与集群性的无线移动网络中，每个节点各配置一个方向性天线；步骤二、针对节点i，以节点i为圆心，天线通信范围R为半径，将该节点i的圆周平均分成Ni个扇区；扇区的编号为从0到Ni‑1；步骤三、针对初始监视周期M，每个节点随机选择各自的天线所指向的扇区；监视周期M是指：在算法前期收集每个节点周围网络拓扑信息需要的时间段；节点i配置的方向性天线指向每个扇区的概率相等，均为1/Ni；初始阶段，节点i配置的方向性天线所指的扇区记为Si；步骤四、针对节点i，计算初始监视周期该节点配置的方向性天线在每个扇区停留的时间T为配置的方向性天线遍历Ni个扇区一次需要的时间；由此可知，初始阶段，节点i的方向性天线在每个扇区的停留时间相同；步骤五、在停留时间内，节点i周期性的在发送时隙内广播HELLO包消息，发送完成之后节点i立即转入接收状态进行侦听；步骤六、节点i监听到来自其他节点广播的HELLO包消息后，则更新自身维护的“邻节点列表”并按规则回复响应包，完成互相发现；步骤七、根据初始监视周期中节点i发现的“邻节点列表”，计算该节点在第二个监视周期M中，方向性天线在每个扇区停留的时间；具体如下：首先，计算节点i的方向性天线在每个扇区的周期占比周期占比表示下一次天线对准扇区S_i时，在该扇区停留的时间所占一个遍历周期的比例；L_i表示节点i所有已发现的邻居节点的集合；表示扇区S_i收到的来自邻居节点k的消息次数；是节点i配置的方向性天线所指的扇区S_i组成的集合；然后，利用周期占比分别调整方向性天线在每个扇区的具体停留时间；步骤八、根据第二个监视周期M中节点i的方向性天线在每个扇区的停留时间，节点i广播HELLO包消息，并更新自身维护的“邻节点列表”发现；步骤九、从第三个监视周期M开始，根据上一个监视周期M节点i更新的“邻节点列表”发现，该节点每隔M时间对方向性天线在各扇区不同的停留时间进行微调；具体步骤如下：步骤901、计算节点i在扇区S_i接收消息的速率反映该节点周围网络拓扑环境的变化；速率在每个周期M开始时计算，且在该周期内为常量；表示节点i的扇区S_i收到的消息总数，为周期占比的分子；步骤902、针对某时刻，计算该时刻之前M时间之内的消息接收速率的瞬时速率步骤903、判断瞬时速率是否约等于平均速率，如果是，则表示网络拓扑结构变化较小，不对时间进行调整；否则，进入步骤904；步骤904、当节点i的周围网络环境有所变化，调整方向性天线在不同扇区所停留的时间，直到新的M周期开始，确定扇区停留时间；表示节点i的方向性天线在m扇区的瞬时速率，表示节点i方向性天线在m扇区的时间占比；m，n分别是节点i的两个不同扇区；E_i表示整个节点i收到的消息总数，为周期占比的分母；步骤十、节点i在当前监视周期M中，根据方向性天线在每个扇区的停留时间，广播HELLO包消息，并更新自身维护的“邻节点列表”发现。