一种紫外光网络中邻居发现方法技术

本发明专利技术公开了一种紫外光网络中邻居发现方法，所述方法包括以下步骤：S1、网络节点初始处于接收状态，每隔一定时间发送一个反馈包或一个请求包，之后网络节点回到接收状态；S2、网络节点接收到一个包时，判断接收包类型，若是请求包，所述网络节点提取请求包的信息，更新信用表，并根据更新后的信用表判断是否产生一个反馈包；S3、所述步骤S2中接收包的类型若是反馈包，网络节点对反馈包进行判断，更新邻居表和信用表；S4、网络节点通过邻居表获取邻居节点的信息以及最佳发射方向。本发明专利技术的方法增加了信用值的积累速度，增加了反馈包利用率，从而增加了网络邻居发现的效率；同时缩减了信用表的个数，节省了网络节点的计算资源和存储资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及紫外光通信
，更具体涉及。
技术介绍
紫外光通信是利用紫外光在大气中的散射来进行信息传输的一种新型通信模式。 随着近些年对其研究的不断深入，人们已经开始考虑利用紫外光通信组建无线网络。在无 线网络的初始化过程中，邻居发现是很重要的一步，它能够帮助网络中的节点获取能与自 己直接通信的所有邻居节点信息。此外，邻居发现还是上层分布式算法、路由协议、媒体接 入控制协议和其他一些控制协议实现的基础。 虽然人们已经针对传统无线网络设计出多种邻居发现的方法，但是，由于紫外光 通信独特的物理特性和紫外光网络特殊的应用场景的限制，导致这些方法都无法直接应用 于紫外光无线网络中，尤其是对于采用定向发射节点配置的紫外光无线网络来说，节点通 过邻居发现不仅需要获取所有能与自己直接通信的所有邻居节点信息，而且需要得到自己 向邻居节点发送消息时的最佳发射方向。 目前人们对紫外光网络中邻居发现方法的研究比较有限，现有技术中一种基于信 用收集的邻居发现方法的基本过程如图1所示，包括如下步骤： (1)网络节点初始处于接收状态，每隔参数为λ的指数分布的时间间隔，进行一 次发送，发送请求包或者反馈包，发射方向随机；其中，请求包中包括本节点ID和发射请求 包的方向ID;反馈包中包括本节点ID、请求节点ID、请求节点发射请求包的发射方向ID和 当前本节点收到请求节点对应发射方向上发送的请求包的总数；所述网络节点中有一个先 入先出队列存储反馈包，当此队列中有反馈包时，网络节点在发射时刻会优先发送反馈包， 直到连续发射的反馈包的个数大于反馈包发射阈值Tf，若没有反馈包，网络节点自动生成 并发送一个请求包，同时将反馈包发射计量参数η置零； (2)当接收到一个请求包时，网络节点便会提取出请求包中的信息，并相应地生成 一个反馈包，加入反馈包发送队列； (3)当接收到一个反馈包时，节点首先会提取出包中的信息并判断此反馈包是否 是对自己的请求包的反馈。如果不是，则丢弃掉此包。如果是，节点就会根据包中的信息对 信用表进行更新。其中信用表中包括邻居节点的ID、本节点的发射方向ID和当前邻居节点 收到本节点对应发射方向上发送的请求包的总数，即信用值。 网络节点通过信用表获取邻居节点的信息。在信用表中所有邻居节点ID相同的 行中信用值最高的对应的那个发射方向，就是本节点向此邻居节点发送信息时的最佳发射 方向。节点据此建立邻居表，记录邻居节点的ID和最佳发射方向ID。 上述现有方法存在以下缺点： (1)握手机制影响了邻居发现的效率。对于一种基于信用收集的邻居发现算法来 说，信用收集的速率直接影响着邻居发现协议的效率。根据上述方法，节点需要对每一个成 功收到的请求包进行反馈，这样的握手机制使得每一个节点有大量的反馈包要发送。由于 节点在一个发射时刻只能发送请求包和反馈包的一种，大量需要发送的反馈包会使得节点 请求包的发送变得非常有限，从而影响其他节点信用的收集，进而影响整个网络中节点的 邻居发现协议效率。 (2)信用表的重复建立。在上述方法中，由于反馈包中要包含当前本节点所收到 请求节点对应发射方向上发送的请求包的总数，所以节点需要建立一个信用表来记录这个 总数。因此，每个节点总共需要建立并维护两个信用表即一个记录本节点向邻居节点发送 消息时各个发射方向的信用，一个记录请求节点向本节点发送消息时的各个发射方向的信 用；这样不仅占用了节点一定的计算和存储资源，而且节点间需要大量的包的交换来对信 用表进行更新。 (3)反馈包的利用率低。在上述方法中，节点发送的反馈包所包含的信息仅仅对其 反馈的请求节点有价值，如果其他节点接收到了这个节点发送的反馈包，会把其当作无用 信息丢弃。 综上所述，现有技术中的方法存在邻居发现效率低、反馈包利用率低的技术问题。
技术实现思路
(一）要解决的技术问题 本专利技术要解决的技术问题是如何提高寻找邻居节点的效率以及提高反馈包利用 率。(二）技术方案 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了，所述方 法包括以下步骤：S1、网络节点初始处于接收状态，每隔参数为λ的指数分布的时间间隔，发送一 个反馈包或一个请求包，发射的方向根据所述请求包或反馈包的发射方向ID确定，之后所 述网络节点回到接收状态，等待下一次的发送；S2、网络节点接收到一个包时，判断所接收包的类型，如果是请求包，所述网络节 点提取所述请求包的信息，更新信用表；如果在信用表更新后满足反馈条件，则产生一个反 馈包，加入反馈包发送队列； S3、所述步骤S2中所接收包的类型如果是反馈包，所述网络节点判断所述反馈包 是否是对于自身发送的请求包的反馈，若为自身发送的请求包的反馈包，则提取所述反馈 包中的信息更新邻居表和信用表，否则，提取出所述反馈包的相关信息，按照所述步骤S2 更新信用表信息； S4、所述网络节点通过邻居表获取邻居节点的信息以及最佳发射方向。 优选地，所述步骤S1中，所述网络节点到达发射时间，如果反馈包发送队列为空， 则所述网络节点产生并发送一个请求包，同时反馈包连续发射计量参数η置零；如果所述 反馈包发送队列不为空，判断反馈包连续发射计量参数η是否大于反馈包发射阈值Tf，若 大于Tf，则所述网络节点产生并发送一个请求包，同时反馈包连续发射计量参数η置零；否 则所述网络节点发送处于反馈包发送队列队头的反馈包、从队列中删除它，同时η值加1。 优选地，所述请求包包括本节点ID和发射方向ID，所述发射方向ID随机产生，并 服从离散型均匀分布。 优选地，所述反馈包包括请求节点ID、本节点ID、请求节点的最佳发射方向ID以 及发射方向ID。 优选地，所述信用表包括请求节点ID，请求包的发射方向ID以及信用值。 优选地，所述邻居表包括邻居节点ID、最佳发射方向ID。 优选地，所述步骤S2中，更新信用表具体为： 网络节点查询信用表中是否存在请求节点ID、请求包的发射方向ID与所接收的 包中的本节点ID和发射方向ID均相同的行；若存在，则将此行的信用值加1 ;若不存在，则 提取包中的本节点ID和发射方向ID分别作为信用表中的请求节点ID、请求包的发射方向 ID填写入信用表的新一行，并将信用值置1。 优选地，步骤S2中所述如果在信用表更新后满足反馈条件，所述反馈条件为： (1)所述信用表的某一信用值得到了更新； (2)找到所述某一信用值对应的行的请求节点ID，找到信用表中所有与所述请求 节点ID相同行的信用值，若其中最大的信用值为所述（1)中某一信用值，且某一信用值过 了设定的信用值阈值T。。 优选地，步骤S2中所述则产生一个反馈包，所述反馈包的请求节点的最佳发射方 向ID的值为所述信用表中满足反馈条件的行对应的请求包的发射方向ID的值；所述反馈 包的发射方向ID的值随机产生，并服从离散型均匀分布。 优选地，所述步骤S3具体为：若网络节点收到的所述反馈包的请求节点ID若与所 述网络节点的ID相同，则所述反馈包为所述网络节点发射的请求包的反馈包，提取所述反 馈包中的本节点ID和请求节点的最佳发射方向ID，按照所述步骤S2更新信用表的信息，同 时网络节点查询邻居表中是否存在邻居节点ID与反馈包中的本节点ID相同的行，若存在， 提取反馈包中的请求节点的最佳发射方向ID写本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光网络中邻居发现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、网络节点初始处于接收状态，每隔参数为λ的指数分布的时间间隔，发送一个反馈包或一个请求包，发射的方向根据所述请求包或反馈包的发射方向ID确定，之后所述网络节点回到接收状态，等待下一次的发送；S2、网络节点接收到一个包时，判断所接收包的类型，如果是请求包，所述网络节点提取所述请求包的信息，更新信用表；如果在信用表更新后满足反馈条件，则产生一个反馈包，加入反馈包发送队列；S3、所述步骤S2中所接收包的类型如果是反馈包，所述网络节点判断所述反馈包是否是对于自身发送的请求包的反馈，若为自身发送的请求包的反馈包，则提取所述反馈包中的信息更新邻居表和信用表，否则，提取出所述反馈包的相关信息，按照所述步骤S2更新信用表信息；S4、所述网络节点通过邻居表获取邻居节点的信息以及最佳发射方向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左勇，赵彦冰，伍剑，李蔚，洪小斌，郭宏祥，李岩，邱吉芳，林金桐，秦恒，张小卉，安琪，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11