【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线光通信与网络，尤其涉及一种无线光网络邻居发现方法。
技术介绍
1、无线光通信以可见光作为载波通信，具有传输速率高、带宽高、安全性高等优势。无线光网络由多个无线光通信节点组成，其中，在节点单跳通信范围内无线信号可达的节点被称为邻居。无线光网络初始化时，互为邻居的两个节点并不知道对方是否在其通信范围内，因此需要通过信息交换的方式来确认对方的存在；这一过程被称为邻居发现，它是建立网络中节点间通信的基础，其效率直接影响网络性能。
2、由于无线光通信独特的物理特性，如光束的定向性和视距通信，在实现无线光网络的邻居发现时，要确保相邻节点间的定向光发射器和定向光接收器能够对准，即相邻节点的定向光发射器和定向光接收器应当位于对方的发送和接收范围内；同时，当一个节点发送信号时，另一个节点要处于接收状态。
3、尽管已经存在一些与无线光通信相关的邻居发现方法(例如：专利cn108834042a和cn110380782a)，但这些方法需要全向发送/接收设备的支持。这不仅限制了应用范围，还可能降低安全性、增加能量消耗和引发信号干扰。虽然有一些采用定向收发器的邻居发现方法(例如：专利cn115915086a、cn114845353a、cn114125870a和cn113453210a等)，但这些方法需要先验信息、集中式协作和时间同步等，在实际应用中可能难以满足。
4、因此，我们迫切需要一种适用于定向收发器、无需先验信息、无需时间同步的分布式无线光网络邻居发现方法。
技术实现思
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种无线光网络邻居发现方法。该方法利用两个齿数互质的齿轮的独特特性，其中一个齿轮上的每个齿都与另一个齿轮上的每个齿周期性地啮合。基于这一原理，该方法保证了相邻节点间的定向光发射器和定向光接收器能够在没有任何先验信息、集中式协作、时间同步的情况下实现对准。同时，利用这种特性，也能够确保节点间在消息冲突和干扰情况下成功发送和接收消息。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种无线光网络邻居发现方法，包含以下步骤：
4、s1、每个节点都具有唯一的识别码id并配备定向光发射器和定向光接收器，用于数据传输和接收；定向光发射器的通信半径为r，覆盖角为α∈(0°，360°)，在此范围内它可将数据发送给其他节点；定向光接收器的覆盖角为β∈(0°,360°)，在此范围内可接收来自其他节点发送的数据；每个节点配备转动电机来旋转其定向光发射器和定向光接收器，并配备电子罗盘以确定其定向光发射器和定向光接收器相对于地磁北极的方向角γ∈[0°,360°]；此外，每个节点都有一个相同的质数集合，表示为集合p，其中的每一个质数p都满足360°/p≥min(α,β)；
5、s2、节点根据id从集合p中匹配一个质数q；然后，从地磁北极开始按顺时针方向将节点所在的二维平面均分为按顺序依次编号的q个扇区；
6、s3、节点从划分的任意一个扇区开始，按顺时针或逆时针方向连续旋转其定向光发射器和定向光接收器；每次旋转都将节点的定向光发射器和定向光接收器的方向与其划分扇区的中心方向对齐，即当节点从第a个扇区开始旋转时，第b次旋转与地磁北极的方向角为
7、s4、邻居发现是通过节点之间交换包含节点id、方向信息的hello和ack消息来完成的；在旋转过程中，节点持续保持在接收模式下，使用定向光接收器不断接收数据；当节点接收到ack消息时，表示成功的发现了邻居，并将其记录在邻居集合中；节点每隔q个时间间隔切换到传输模式，使用定向光发射器发送hello消息；如果节点在接收模式下接收到了hello消息，也将发送ack消息作为响应；
8、s5、节点在旋转2(max(p))2次之后停止，节点能够成功的发现其通信范围内的所有邻居节点。
9、本专利技术的有益效果：
10、1)通过本专利技术提供的无线光网络邻居发现方法，可以确保在没有任何先验信息、集中式协作和时间同步的情况下，实现分布式的定向邻居发现；
11、2)本专利技术提供的无线光网络邻居发现方法，可以保证任何节点在最多旋转2(max(p))2次内发现其通信范围内的所有相邻节点，即能在有限的延迟内实现定向邻居发现；
12、3)本专利技术提供的无线光网络邻居发现方法，可以避免消息冲突和干扰导致的邻居发现失败。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种无线光网络邻居发现方法，其特征在于，包含以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种无线光网络邻居发现方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：田宇，王雷，林驰，张璐鹏，韩斌，卢炳先，覃振权，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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