一种自组织网络的邻居发现方法技术

本发明专利技术提供一种自组织网络的邻居发现方法。该方法包括：节点在配置的唤醒时隙进行载波侦听，以确定当前的信道状态，以及根据所侦听到的信道状态，所述节点判定监听邻居节点发送的信标或者发送用于邻居发现的信标。根据本发明专利技术的方法，能够减少邻居节点之间发送信标的冲突，提高邻居发现的概率并加快发现速度。

【技术实现步骤摘要】
一种自组织网络的邻居发现方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种自组织网络的邻居发现方法。
技术介绍
无线协同网络或无线自组织网络是一种新型的无线网络，不需要固定通信设施的支持，网络中的节点可以动态地加入或离开系统，具有较强的自组织能力和抗毁性。在无线协同网络中，网络节点之间必须相互协作建立路由信息进行通信，然而，无线自组织网络的节点在部署后是彼此孤立的，互相不知道其他节点的信息，在节点地理位置不确定、没有基础通信设备的支持的情况下，节点必须通过相互发现才能形成自组织网络，通常将在彼此通信范围内的一对节点称为彼此的邻居节点。拓扑网络中，节点之间要进行通信，必须通过和邻居交换信息，才能实现路由与多跳通信。因此邻居发现是协同网络中的一项重要的基础功能，邻居表是路由和拓扑管理的基础。因此有必要将邻居发现作为一项基本服务，设计邻居发现协议。在现有技术中，关于无线传感器网络中的已经研究的邻居发现协议主要分为确定性邻居发现、随机邻居发现、协作式邻居发现。随机邻居发现平均时延低，但会出现“拖尾现象”，即最坏发现延时没有理论边界，例如已有的一种随机邻居发现协议是Birthday协议；协作式邻居发现通过发送邻居的信标和唤醒调度信息，间接发现邻居，加快邻居发现速度，但协作式邻居发现在实际应用上由于交换的信息增加会增加信道占用，而且在拓扑网络中由于邻居的邻居不一定是自己的邻居，初步得来的邻居表还需要验证，显然会在一定程度上消除了协作式邻居发现速度快的优点；相对于随机邻居发现和协作式邻居发现，确定性邻居发现采用特定的唤醒调度模式，从理论上保证在指定的时间内可以发现所有邻居，已提出了一种确定性邻居发现协议Disco，相比于随机邻居发现和协作式邻居发现，确定性邻居发现具有优势。现有的确定性邻居发现采用特定的唤醒调度模式，通常以固定的周期在固定的时隙同时唤醒，从而保证一定的周期内，互为邻居的任意两个节点都存在同时唤醒的时段，理论分析中，就认为它们完成了互相发现。然而，在实践中，当两个节点的时隙严格对齐时，就会发生恰好错过邻居发现消息的问题，另外，在较大节点密度的应用场景中，在同一个唤醒时段，如果多个节点对发送信标，发生冲突的概率显著增加。这两种情况都会导致节点对没有成功发现对方，而现有的确定性邻居发现协议没有对这些情况进行检测或者避免的措施，从而使确定性邻居发现的最坏发现延时大规模增加或者使得节点不能获得完整的邻居信息表。因此，需要对现有的确定性邻居发现技术进行改进以提高邻居节点发现的概率并提高邻居发现过程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种自组织网络的邻居发现方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种自组织网络的邻居发现方法。该方法包括：节点在配置的唤醒时隙进行载波侦听，以确定当前的信道状态，以及根据所侦听到的信道状态，所述节点判定监听邻居节点发送的信标或者发送用于邻居发现的信标。在一个实施例中，所述唤醒时隙由多种类型的区段组成，每一区段包括一个或多个子区间，每个子区间的持续时间相同并且在所述唤醒时隙占据不同的位置，该方法包括以下步骤：第一次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第一载波侦听区段进行第一次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则进入所述唤醒时隙的第一随机等待区段进行信标监听，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入所述唤醒时隙的第一监听信标区段进行信标监听。在一个实施例中，该方法还包括在所述第一次随机等待区段结束之后，执行以下步骤：第二次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第二载波侦听区段进行第二次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则发送信标，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入第二监听信标区段进行信标监听。在一个实施例中，该方法还包括以下步骤：第三次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第三载波侦听区段进行第三次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则进入第二随机等待区段进行信标监听，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入第三监听信标区段进行信标监听。在一个实施例中，还包括在所述第二随机等待区段结束之后，执行以下步骤：第四次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第四载波侦听区段进行第四次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则发送信标，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入第四监听信标区段进行信标监听。在一个实施例中，在第一次载波侦听步骤中，所述第一随机等待区段包含的子区间数服从(rs，rl)上的均匀分布，其中，rs、rl为整数，并且满足n为所述唤醒时隙包含的子区间总数。在一个实施例中，在第三次载波侦听步骤中，如果侦听到信道处于空闲状态并且在所述第二次载波侦听步骤中没有发送信标的情况下，所述第二随机等待区段包含的子区间数服从(0，rs)上的均匀分布；如果侦听到信道处于非空闲状态并且在所述第二次载波侦听步骤中成功发送信标的情况下，所述第二随机等待区段包含的子区间数服从(rs，rl)上的均匀分布。在一个实施例中，还包括在所述唤醒时隙的第一监听信标区段和所述唤醒时隙的第二监听信标区段进行信标监听的过程中，判断当前是否处于所述唤醒时隙的尾部，如果判断为否，则继续进行信标监听，如果判断为是则进行载波侦听。在一个实施例中，该方法还包括在所述唤醒时隙未能成功发送信标的情况下，将该所述唤醒时隙的下一个时隙动态设置为唤醒时隙。在一个实施例中，所述唤醒时隙呈周期性分布，并且根据以下子步骤配置自组织网络中一个节点的唤醒时隙：步骤101：确定该节点的占空比cd，表示为步骤102：选择素数对(p1，p2)，素数对的选择满足步骤103：将满足以下条件的时隙i设置为该节点的唤醒时隙，imodp1=0或imodp2=0，其中，i为从0开始编号的整数。在一个实施例中，在步骤101中，所述占空比根据该节点的能量、覆盖范围和是否具有可移动性因素确定。在一个实施例中，所述唤醒时隙包含的子区间总数n取值为50，(rs，rl)取值为(5，10)或者n取值为100，(rs，rl)取值为(10，20)。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在确定性邻居发现协议中，通过引入冲突避免和唤醒模式动态调整机制，使确定性邻居发现协议更好的应对实际的拓扑网络，从而避免冲突，加大节点对互相发现的概率，进而起到加快邻居发现过程的作用。并且，在多个节点的环境中，使节点能在有限的时间内以更快的速度找到周围的邻居节点或被邻居节点发现，减少邻居发现时延，提高邻居发现效率。附图说明以下附图仅对本专利技术作示意性的说明和解释，并不用于限定本专利技术的范围，其中：图1示出了根据本专利技术一个实施例的时隙-区间模型的结构示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的邻居发现方法的流程图；图3示出了根据本专利技术另一个实施例的邻居发现方法的流程图图4示出了根据本专利技术一个实施例的多节点各自时隙与参考时隙的对比图；图5示出了根据本专利技术一个实施例的邻居发现中无冲突的时隙图；图6示出了根据本专利技术一个实施例的邻居发现中存在冲突时的时隙图；图7(a)示出了根据本专利技术一个实施例的邻居发现方法的仿真效果图；图7(b)示出了根据本专利技术另一个实施例的邻居发现方法的仿真效果图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自组织网络的邻居发现方法，包括：节点在配置的唤醒时隙进行载波侦听，以确定当前的信道状态，以及根据所侦听到的信道状态，所述节点判定监听邻居节点发送的信标或者发送用于邻居发现的信标。

【技术特征摘要】
1.一种自组织网络的邻居发现方法，包括：节点在配置的唤醒时隙进行载波侦听，以确定当前的信道状态，以及根据所侦听到的信道状态，所述节点判定监听邻居节点发送的信标或者发送用于邻居发现的信标。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述唤醒时隙由多种类型的区段组成，每一区段包括一个或多个子区间，每个子区间的持续时间相同并且在所述唤醒时隙占据不同的位置，该方法包括以下步骤：第一次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第一载波侦听区段进行第一次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则进入所述唤醒时隙的第一随机等待区段进行信标监听，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入所述唤醒时隙的第一监听信标区段进行信标监听。3.根据权利要求2所述的方法，其中，还包括在所述第一次随机等待区段结束之后，执行以下步骤：第二次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第二载波侦听区段进行第二次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则发送信标，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入第二监听信标区段进行信标监听。4.根据权利要求3所述的方法，其中，还包括以下步骤：第三次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第三载波侦听区段进行第三次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则进入第二随机等待区段进行信标监听，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入第三监听信标区段进行信标监听。5.根据权利要求4所述的方法，其中，还包括在所述第二随机等待区段结束之后，执行以下步骤：第四次载波侦听步骤：在所述唤醒时隙的第四载波侦听区段进行第四次载波侦听，如果侦听到信道处于空闲状态，则发送信标，如果侦听到信道处于非空闲状态，则进入第四监听信标区段进行信标监听。6.根据权利要求3所述的方法，其中，在第一次载波侦听步骤中，所述第一随机等待区段包含的子区间数服从(rs，rl)上的均匀分布，其中，rs、rl为整数，并且满足n为所述唤醒时隙包含的子区间总数。7.根据权利要求6所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明晋，沈茹婧，牟林宏，蔡颜魁，袁尧，石晶林，
申请(专利权)人：北京中科晶上超媒体信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11