[發明專利]一種降低碰撞概率的定向無中心自組網鄰居發現方法

有效

• 申請號: 201710123714.5
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN107071755B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 姜曉斐;趙陽;張航;倪光華;鄭博文
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04W8/00
• 分類號: H04W8/00;H04W16/28;H04W84/18
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種降低碰撞概率的定向無中心自組網鄰居發現方法。該方法包括以下步驟：根據節點的天線波束個數確定波束掃描周期和掃描方式，并隨機確定每個鄰居發現波束掃描周期的收發狀態，進而將節點分為發送節點、接收節點和靜默節點。發送節點在不同的波束方向上廣播本波束的時隙表；接收節點則根據接收到的波束方向上的時隙表進行時隙分配，并更新本地的時隙表；靜默節點在整個波束掃描周期內既不發射也不接收信號。該方法可以大幅降低定向無中心自組織網絡中同一波束方向下多個節點接入時發生沖突碰撞的概率，同時可以有效解決多條通信鏈路工作在同一波束方向下相互干擾的問題，從而降低了網絡建立時間，提高了網絡的接入和工作效率。

技術領域

本發明屬于無線通信網絡技術領域，特別涉及定向無中心自組織網絡中的鄰居節點發現問題。

背景技術

無中心自組網多采用全向天線，通過節點廣播的方式進行鄰居節點發現和接入，容易造成隱藏終端和暴露終端的問題。定向無中心自組織網絡為達到網絡全向覆蓋的目的，每個節點安裝多面定向天線，采用切換的方式保證的網絡的全向覆蓋；其優點是天線增益高可使網絡覆蓋范圍更大，天線波束窄使得網絡節點間相互干擾降低，大幅降低了隱藏終端和暴露終端的問題。

定向無中心自組織網絡也引入了新的問題。同一天線波束方向下存在多個鄰居節點時，仍存在隱藏終端的問題，會造成節點難以正常接入。進一步地，若存在多條通信鏈路工作在同一天線波束方向，則在空間上相互干擾，由于沒有中心節點進行協調，若它們在同一時隙通信則會產生碰撞，從而引起網絡通信效率的下降。

發明內容

本發明專利所要解決的技術問題是提供一種可以降低網絡節點間沖突碰撞概率的定向無中心自組網的新型鄰居發現方法。

本發明采用的技術方案為：

一種降低碰撞概率的定向無中心自組網鄰居發現方法，包含以下步驟：

(1)節點根據定向天線切換的數量確定天線的波束方向數N，并對各個波束方向進行編號，將N個波束方向作為一個掃描周期；N為大于1的自然數；

(2)節點開始進行波束掃描，并隨機確定自身在當前波束掃描周期下每一個波束方向上的收發狀態，所述的收發狀態包括發送狀態、接收狀態和靜默狀態；

(3)節點確定當前掃描的波束方向和節點的收發狀態，若為發送狀態，則該節點在當前掃描的波束方向上發射信號并向其他節點廣播本波束方向上的時隙表，將掃描波束切換至下一個波束號，直至掃描波束為最后一個波束號；若為接收狀態，則該節點在當前掃描的波束方向上根據接收到的信息確定是否向發送節點回復信息，并更新本波束下的時隙表，將掃描波束切換至下一個波束號，直至掃描波束為最后一個波束號；若為靜默狀態，則該節點保持靜默，將掃描波束切換至下一個波束號，直至掃描波束為最后一個波束號；

(4)節點當前波束掃描周期結束后進行下一個波束掃描周期，將下一個波束掃描周期作為當前波束掃描周期，返回步驟(2)。

其中，步驟(3)具體包括以下步驟：

(301)節點確定當前掃描的波束方向n和當前掃描的波束方向上節點的收發狀態；判斷節點的收發狀態是否為接收狀態，若是，則該節點為接收節點，轉到步驟(302)；否則判斷節點的收發狀態是否為發送狀態，若是，則該節點為發送節點，轉到步驟(304)；否則，該節點為靜默節點，轉到步驟(306)；n為大于0的自然數；

(302)接收節點在當前掃描的波束方向n上接收信息并根據接收信息作出判斷：若接收到波束方向n上已接入節點的發射信息和時隙表，則不進行回復，只根據接收到的時隙表更新本地波束方向n上的時隙表；否則，根據接收到的時隙表確定與發送節點建立鏈接所占用的時隙并更新本地波束方向n上的時隙表，并向發送節點回復信息，表明與發送節點建鏈成功；