[發明專利]基于WI-FI DIRECT的移動自組織網絡恢復方法

有效

• 申請號: 202010090559.3
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111294781B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 曹暉;王柱柱;金鴻鵬;李雪;孔一鳴
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W24/04;H04W28/04;H04W76/14;H04W84/18
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種基于WI?FI DIRECT的移動自組織網絡恢復方法，解決設備間無線網絡斷開后修復時間長以及設備組網過程中的主從沖突問題，增強了無線網絡自組織的可靠性與穩定性；網絡中設備采用Wi?Fi Direct進行連接，每臺設備上均備份有網絡重組參數，在網絡首次組成時便會固定并記錄在每臺設備中，通過設備的重啟時間以及掃描順序決定主從服務器分配，依次連接完成網絡恢復。

技術領域

本申請涉及無線網絡通信領域，具體涉及基于Wi-Fi Direct的移動自組織網絡組建與恢復方法，在Android操作系統下，利用Wi-Fi Direct的高連通性，使設備之間互連，完成無線網絡斷開后的自動恢復。

背景技術

移動自組織網絡(MANET)是基礎設施無線網絡，旨在滿足各種基于基礎設施的無線網絡難以部署和維護的應用需求。MANETs是在災難場景、軍事行動期間或者在有挑戰性的環境下，預計仍然能夠有組織地在移動設備之間進行通信的一種有效方式。因此，高效的特定通信標準以及能夠擴展到大量設備的智能通信協議是至關重要的。目前，幾種特殊的通信協議已被大量使用，如IEEE802.11 DCF，IEEE802.11s，IEEE 802.11z，ZigBee，SMAC，藍牙和Wi-Fi Direct。這些協議廣泛用于創建單跳和多跳網絡，但在現實生活中，它們通常表現出低性能或需要高能耗。例如，ZigBee和SMAC是為能量受限的網絡設計的，但是它們只支持低數據速率，這并不適合大規模的MANET。另一方面，Wi-Fi Direct(最初稱為Wi-Fi-P2P)已被確定為支持MANET中通信的顯著候選者。Wi-Fi Direct旨在增強基于Wi-Fi的自組織通信。在進行WI-FI直連時，設備將按組進行組織，其中一個組成員是服務器，其他所有設備都是客戶端(GM)。組也能夠支持傳統客戶端以及不支持Wi-Fi Direct但支持Wi-Fi的設備。Wi-Fi Direct能夠在諸如智能手機，平板電腦，便攜式電腦和打印機之類的Wi-Fi設備之間進行自組織通信。但是，它需要用戶交互來設置自組織連接。

發明內容

針對目前技術存在的不足，本發明提出了一種基于WI-FI DIRECT的移動自組織網絡恢復方法，本發明可以縮短設備間無線網絡斷開后的修復時間，最大限度避免設備組網過程中的主從沖突，增強了無線網絡自組織的可靠性與穩定性。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于WI-FI DIRECT的移動自組織網絡恢復方法，具體步驟如下：

步驟1：確定易損期T_v，T_v是從組的自主形成過程開始到服務器對其他設備可見的時間間隔，L是最大啟動時間(即啟動時間均勻分布在區間[0，L])；

步驟2：確定碰撞概率。碰撞概率是兩個服務器同時出現的概率，P{collision}碰撞＝1-(1-T_v/L)ⁿ，其中n是組的設備的數量。該等式表示一個設備選擇的最小啟動時間小于T_v秒的概率，由此可以確定出現多個服務器時所需啟動時間L的值。碰撞概率由設備的型號以及重要度等確定；

步驟3:當網絡斷開后，原網絡中每個設備首先確定自己的啟動時間，啟動定時器，然后掃描附近其他同級設備；

步驟4：開始掃描時，設備首先掃描附近是否存在現有的服務器，如果發現已存在服務器，則設備保持監聽狀態并等待連接邀請；

步驟5：如果在掃描期間沒有檢測到，則將自己聲明為服務器，并開始對它在附近發現的所有其他設備發送連接邀請，同時檢查是否存在另一個服務器；

步驟6：設備將自己聲明為服務器后，若在未向其他設備發送連接邀請之前接收到其他服務器發送的連接邀請，則中止己方發送連接邀請并恢復客戶端的身份，使得在網絡的給定區域內只有一個服務器；