[發(fā)明專利]一種適用于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)休眠機(jī)制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711366871.5
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108012317B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋梁;李哲;張高遠(yuǎn);張亞莉;韓朋;李迪;李東山;張雪茹
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

一種適用于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)休眠機(jī)制，所有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行自適應(yīng)休眠機(jī)制，自適應(yīng)休眠機(jī)制的過程包括：步驟一、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在啟動后進(jìn)入偵聽狀態(tài)；步驟二、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)從進(jìn)入偵聽狀態(tài)的時刻開始，進(jìn)行長度為T的計(jì)時，在時間T內(nèi)未參與數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，則進(jìn)入持續(xù)時間為Tsleep的休眠狀態(tài)；若在時間T內(nèi)參與了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，則從數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)完畢時刻重新開始進(jìn)行長度為T的計(jì)時；步驟三、處于休眠狀態(tài)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在經(jīng)過了持續(xù)時間為Tsleep的休眠后進(jìn)入到偵聽狀態(tài)，然后再次開始長度為T的計(jì)時。本發(fā)明提供一種適用于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)休眠機(jī)制，能夠降低認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能耗，提高網(wǎng)絡(luò)能量效率，并且保證了時延。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及領(lǐng)域，具體的說是一種適用于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)休眠機(jī)制。

背景技術(shù)

認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是下一代通信網(wǎng)絡(luò)，在不影響當(dāng)前用戶的情況下，它提供機(jī)會式授權(quán)頻帶接入。由認(rèn)知無線電技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)充分利用了由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，以解決在傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)中所遇到的問題。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的研究覆蓋了開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型(OSI)的所有層。早期所定義的一種認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)被描述為一個具有認(rèn)知過程的網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)知過程是認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的核心，它最大的特點(diǎn)就是具有認(rèn)知和學(xué)習(xí)的能力，在這個過程中，它能夠感知內(nèi)外環(huán)境的變化，實(shí)時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置，智能、動態(tài)地適應(yīng)環(huán)境變化并指導(dǎo)未來的自主決策，同時也遵循端到端的目標(biāo)。后來，隨著對認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)概念的完善，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)根據(jù)對資源可用性的感知，被描述為一個能機(jī)會式地利用無線電頻譜和無線基站資源的網(wǎng)絡(luò)。

認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通過對網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行認(rèn)知，需要時刻保持清醒，與鄰居節(jié)點(diǎn)建立合作關(guān)系，才能完成整個通信過程。但是，在通信過程的某一段時間過程中，并不是所有節(jié)點(diǎn)都參與數(shù)據(jù)包的收發(fā)，如果使網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都一直處于偵聽狀態(tài)，這樣會導(dǎo)致能量效率降低。基于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的一些現(xiàn)有的性能優(yōu)化主要包括：頻譜感知和頻譜分配策略，選頻和路由算法等，卻忽略了為獲得預(yù)期性能所付出的能量代價。實(shí)際上，由于認(rèn)知節(jié)點(diǎn)大都靠電池供電，能量受阻成為一個亟待解決的問題。

對于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中能耗方面的研究不多，但是對于傳感器網(wǎng)絡(luò)中能耗方面的研究已有不少。為了降低能耗，已提出多種有關(guān)的休眠機(jī)制機(jī)制。休眠機(jī)制機(jī)制在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用，以延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

“溫濤,張冬青,郭權(quán)”等在《通信學(xué)報,2014,35(10):67-79.》中提出了一種冗余節(jié)點(diǎn)休眠機(jī)制算法來延長網(wǎng)絡(luò)生命周期，在這個機(jī)制過程中，主要考慮兩方面的問題：一是采取策略防止大量節(jié)點(diǎn)同時從工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)以防止大量盲區(qū)同時產(chǎn)生；二是根據(jù)鄰居表中節(jié)點(diǎn)的工作鄰居數(shù)量，判定節(jié)點(diǎn)是否處于網(wǎng)絡(luò)邊界，對邊界節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)采用不同的機(jī)制策略，防止邊界收縮。此算法有效地延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

“Jing Zhang,Li Xu,Hong Yang.”等人在“015 IEEE International Conferenceon Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing.Adelaide,SA,Australia:IEEE,2015:364-367.”中提出了一種新型休眠機(jī)制算法，它使用了一種基于虛擬骨干網(wǎng)的連接控制集。與普通的連接控制集相比較，更小的R跳連接控制集更適合建立一個虛擬骨干網(wǎng)以節(jié)省能量。在本文中，基于分區(qū)算法的R跳連接控制集僅獲取本地的連接信息，就可以創(chuàng)建R跳連接控制分區(qū)。基于分區(qū)算法的R跳連接控制集為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立多個重疊的虛擬骨干網(wǎng)，這樣每一個虛擬骨干網(wǎng)都使用睡眠機(jī)制來工作，以節(jié)省所有傳感節(jié)點(diǎn)的能耗，延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。