本發(fā)明屬于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及定向無(wú)中心自組織網(wǎng)絡(luò)中的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)問題。

背景技術(shù)：

無(wú)中心自組網(wǎng)多采用全向天線，通過節(jié)點(diǎn)廣播的方式進(jìn)行鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和接入，容易造成隱藏終端和暴露終端的問題。定向無(wú)中心自組織網(wǎng)絡(luò)為達(dá)到網(wǎng)絡(luò)全向覆蓋的目的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝多面定向天線，采用切換的方式保證的網(wǎng)絡(luò)的全向覆蓋；其優(yōu)點(diǎn)是天線增益高可使網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍更大，天線波束窄使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間相互干擾降低，大幅降低了隱藏終端和暴露終端的問題。

定向無(wú)中心自組織網(wǎng)絡(luò)也引入了新的問題。同一天線波束方向下存在多個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)時(shí)，仍存在隱藏終端的問題，會(huì)造成節(jié)點(diǎn)難以正常接入。進(jìn)一步地，若存在多條通信鏈路工作在同一天線波束方向，則在空間上相互干擾，由于沒有中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào)，若它們?cè)谕粫r(shí)隙通信則會(huì)產(chǎn)生碰撞，從而引起網(wǎng)絡(luò)通信效率的下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明專利所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間沖突碰撞概率的定向無(wú)中心自組網(wǎng)的新型鄰居發(fā)現(xiàn)方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種降低碰撞概率的定向無(wú)中心自組網(wǎng)鄰居發(fā)現(xiàn)方法，包含以下步驟：

(1)節(jié)點(diǎn)根據(jù)定向天線切換的數(shù)量確定天線的波束方向數(shù)n，并對(duì)各個(gè)波束方向進(jìn)行編號(hào)，將n個(gè)波束方向作為一個(gè)掃描周期；n為大于1的自然數(shù)；

(2)節(jié)點(diǎn)開始進(jìn)行波束掃描，并隨機(jī)確定自身在當(dāng)前波束掃描周期下每一個(gè)波束方向上的收發(fā)狀態(tài)，所述的收發(fā)狀態(tài)包括發(fā)送狀態(tài)、接收狀態(tài)和靜默狀態(tài)；

(3)節(jié)點(diǎn)確定當(dāng)前掃描的波束方向和節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)，若為發(fā)送狀態(tài)，則該節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向上發(fā)射信號(hào)并向其他節(jié)點(diǎn)廣播本波束方向上的時(shí)隙表，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，直至掃描波束為最后一個(gè)波束號(hào)；若為接收狀態(tài)，則該節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向上根據(jù)接收到的信息確定是否向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)信息，并更新本波束下的時(shí)隙表，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，直至掃描波束為最后一個(gè)波束號(hào)；若為靜默狀態(tài)，則該節(jié)點(diǎn)保持靜默，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，直至掃描波束為最后一個(gè)波束號(hào)；

(4)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前波束掃描周期結(jié)束后進(jìn)行下一個(gè)波束掃描周期，將下一個(gè)波束掃描周期作為當(dāng)前波束掃描周期，返回步驟(2)。

其中，步驟(3)具體包括以下步驟：

(301)節(jié)點(diǎn)確定當(dāng)前掃描的波束方向n和當(dāng)前掃描的波束方向上節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)；判斷節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)是否為接收狀態(tài)，若是，則該節(jié)點(diǎn)為接收節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟(302)；否則判斷節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)是否為發(fā)送狀態(tài)，若是，則該節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟(304)；否則，該節(jié)點(diǎn)為靜默節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟(306)；n為大于0的自然數(shù)；

(302)接收節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向n上接收信息并根據(jù)接收信息作出判斷：若接收到波束方向n上已接入節(jié)點(diǎn)的發(fā)射信息和時(shí)隙表，則不進(jìn)行回復(fù)，只根據(jù)接收到的時(shí)隙表更新本地波束方向n上的時(shí)隙表；否則，根據(jù)接收到的時(shí)隙表確定與發(fā)送節(jié)點(diǎn)建立鏈接所占用的時(shí)隙并更新本地波束方向n上的時(shí)隙表，并向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)信息，表明與發(fā)送節(jié)點(diǎn)建鏈成功；

(303)判斷接收節(jié)點(diǎn)當(dāng)前掃描的波束方向n是否為最后一個(gè)波束方向，若是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；否則，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，并將其作為當(dāng)前掃描的波束方向，返回步驟(301)；

(304)發(fā)送節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向n上發(fā)射信息，并向其他節(jié)點(diǎn)廣播波束方向n上的時(shí)隙表，告知其他節(jié)點(diǎn)本波束上已接入節(jié)點(diǎn)所占用的時(shí)隙及空閑時(shí)隙；若在波束方向n上收到回復(fù)信息，則根據(jù)回復(fù)信息更新波束方向n上的時(shí)隙表，表明與接收節(jié)點(diǎn)建鏈成功；

(305)判斷發(fā)送節(jié)點(diǎn)當(dāng)前掃描的波束方向n是否為最后一個(gè)波束方向，若是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；否則，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，并將其作為當(dāng)前掃描的波束方向，返回步驟(301)；

(306)靜默節(jié)點(diǎn)判斷當(dāng)前掃描的波束方向n是否為最后一個(gè)波束方向，若是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；否則，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，并將其作為當(dāng)前掃描的波束方向，返回步驟(301)。

本發(fā)明專利相比背景技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明專利中通過增加靜默節(jié)點(diǎn)，降低了同一波束方向下多個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)同時(shí)收發(fā)時(shí)的碰撞概率，有效地提高了鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)效率。

2.本發(fā)明專利中增加同一波束方向下已知節(jié)點(diǎn)的判斷，若為已知節(jié)點(diǎn)則不回復(fù)，可以進(jìn)一步降低鄰居節(jié)點(diǎn)接入的碰撞概率。

3.本發(fā)明專利中接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)在波束方向上廣播的已占用時(shí)隙，進(jìn)行該波束方向上的時(shí)隙分配，從而實(shí)現(xiàn)同一波束方向上多個(gè)通信鏈路間的分時(shí)工作，不同的波束方向上的多條通信鏈路可以同時(shí)工作。解決了多條通信鏈路工作在同一波束方向上相互干擾的問題，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明結(jié)合實(shí)際設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備安裝多面定向天線，采用切換的方式保證的網(wǎng)絡(luò)的全向覆蓋，其實(shí)現(xiàn)定向無(wú)中心自組織網(wǎng)絡(luò)的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)是按照以下步驟：

(1)節(jié)點(diǎn)根據(jù)定向天線切換的數(shù)量確定天線的波束方向數(shù)n，并對(duì)各個(gè)波束方向進(jìn)行編號(hào)，將n個(gè)波束方向作為一個(gè)掃描周期；n為大于1的自然數(shù)；

(2)節(jié)點(diǎn)開始進(jìn)行波束掃描，并隨機(jī)確定自身在當(dāng)前波束掃描周期下每一個(gè)波束方向上的收發(fā)狀態(tài)，所述的收發(fā)狀態(tài)包括發(fā)送狀態(tài)、接收狀態(tài)和靜默狀態(tài)；

(3)節(jié)點(diǎn)確定當(dāng)前掃描的波束方向和節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)，若為發(fā)送狀態(tài)，則該節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向上發(fā)射信號(hào)并向其他節(jié)點(diǎn)廣播本波束方向上的時(shí)隙表，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，直至掃描波束為最后一個(gè)波束號(hào)；若為接收狀態(tài)，則該節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向上根據(jù)接收到的信息確定是否向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)信息，并更新本波束下的時(shí)隙表，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，直至掃描波束為最后一個(gè)波束號(hào)；若為靜默狀態(tài)，則該節(jié)點(diǎn)保持靜默，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)，直至掃描波束為最后一個(gè)波束號(hào)；

其中，步驟(3)中包括以下步驟：

(301)節(jié)點(diǎn)確定當(dāng)前掃描的波束方向n和當(dāng)前掃描的波束方向上節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)；判斷節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)是否為接收狀態(tài)，若是，則該節(jié)點(diǎn)為接收節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟(302)；否則判斷節(jié)點(diǎn)的收發(fā)狀態(tài)是否為發(fā)送狀態(tài)，若是，則該節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟(304)；否則，該節(jié)點(diǎn)為靜默節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)到步驟(306)；n為大于0的自然數(shù)；

(302)接收節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向n上接收信息并根據(jù)接收信息作出判斷：若接收到波束方向n上已接入節(jié)點(diǎn)的發(fā)射信息和時(shí)隙表，則不進(jìn)行回復(fù)，只根據(jù)接收到的時(shí)隙表更新本地波束方向n上的時(shí)隙表；否則，根據(jù)接收到的時(shí)隙表確定與發(fā)送節(jié)點(diǎn)建立鏈接所占用的時(shí)隙并更新本地波束方向n上的時(shí)隙表，并向發(fā)送節(jié)點(diǎn)回復(fù)信息，表明與發(fā)送節(jié)點(diǎn)建鏈成功；

(303)判斷接受節(jié)點(diǎn)當(dāng)前掃描的波束方向n是否為最后一個(gè)波束方向n，若是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；否則，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)n＝n+1，并將其作為當(dāng)前掃描的波束方向，返回步驟(301)；

(304)發(fā)送節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前掃描的波束方向n上發(fā)射信息，并向其他節(jié)點(diǎn)廣播波束方向n上的時(shí)隙表，告知其他節(jié)點(diǎn)本波束上已接入節(jié)點(diǎn)所占用的時(shí)隙及空閑時(shí)隙；若在波束方向n上收到回復(fù)信息，則根據(jù)回復(fù)信息更新波束方向n上的時(shí)隙表，表明與接收節(jié)點(diǎn)建鏈成功；

(305)判斷發(fā)送節(jié)點(diǎn)當(dāng)前掃描的波束方向n是否為最后一個(gè)波束方向n，若是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；否則，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)n＝n+1，并將其作為當(dāng)前掃描的波束方向，返回步驟(301)；

(306)靜默節(jié)點(diǎn)判斷當(dāng)前掃描的波束方向n是否為最后一個(gè)波束方向n，若是，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；否則，將掃描波束切換至下一個(gè)波束號(hào)n＝n+1，并將其作為當(dāng)前掃描的波束方向，返回步驟(301)。

(4)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前波束掃描周期結(jié)束后進(jìn)行下一個(gè)波束掃描周期，將下一個(gè)波束掃描周期作為當(dāng)前波束掃描周期，返回步驟(2)；

完成降低碰撞概率的定向無(wú)中心自組網(wǎng)鄰居發(fā)現(xiàn)。