可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法
【专利摘要】本发明提出了一种可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法，用于解决现有技术中存在的邻节点发现效率低的问题，包括如下步骤：计算节点各方向可能的邻节点数量；判断节点各方向是否查找结束；选取节点邻节点发现方向；判断该方向邻节点发现是否结束；选择节点执行邻节点发现的模式；选择第一种模式的节点先传输后接收信息；选择第二种模式的节点先接收后传输信息；节点根据接收到的信息判断邻节点信息，准备下次邻节点发现。本发明根据节点在每个方向发现的邻节点信息调整下一次在该方向的邻节点发现的执行，同时根据事件驱动邻节点发现的方向变化和调整邻节点发现的信息传输功率，降低了邻节点发现时间和信息冲突概率。
【专利说明】
可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法
技术领域
[0001] 本发明属于通信技术领域，设及一种无线自组织网络邻节点的发现方法，具体设 及一种可切换波束天线的自组织网络邻节点发现方法，可实现无线自组织网络中邻节点的 快速发现，用于纯定向天线物理层通信协议。
【背景技术】
[0002] 无线自组织网络是一个采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网 络，可W不利用现有的网络基础设施实现节点间的相互通信，在传感器网络和探险救灾等 方面有着广泛的应用。随着天线技术的发展，定向天线能够将信号聚集到单一方向，比起全 向天线，定向天线传输距离更远，安全性更高和同一发射功率时信号福射范围更大，可切换 波束天线作为定向天线的一种，在各种无线网络中应用极为广泛。目前，在无线自组织网络 中利用定向天线进行信息传输能够更好地利用定向天线的优势，提高网络传输性能，但是 无线自组织网络中的节点在传输信息相互通信之前，需要自组织自配置完成邻节点发现， 运就需要准确快速的邻节点发现方法。
[0003] 目前，可切换波束天线的无线自组织网络执行邻节点发现主要分为两种方式:采 用时间驱动邻节点发现和采用事件驱动邻节点发现。
[0004] 采用时间驱动邻节点发现是指，节点在执行邻节点发现的过程中，依次在每个方 向执行信息发射和接收，然后根据时间的变化调整邻节点发现的方向，直到所有方向均完 成邻节点发现，运种时间驱动方式没有考虑邻节点发现的执行过程中一些方向邻节点发现 速度快一些方向邻节点发现速度慢的现象，没有根据实时的邻节点发现情况判定节点在该 方向的邻节点信息，仅仅靠时间的变化改变邻节点发现的方向，运就使得邻节点发现时间 车交长。例女曰，Yan邑 Wan邑在i仑文"AdaptiveScan-based Asynchronous Nei邑hbor Discovery in wireless networks using directional antennas,"(published in Wireless Communications&Signal Processing(WCSP),2013International Conference on, 化ngzhou，2013，pp. 1-6.)中提出的邻居节点发现方法SBAN是一种典型的采用时间驱动邻 节点发现的方法。该方法使用一个慢速发包机制和一个快速回复机制。运两个机制区分了 发射节点和接收节点的行为，发射节点进行慢速发射，在一个方向上发送hello信息，然后 在同样的方向等待一定时隙接收ack信息，直到时间结束转到下个方向执行相同的操作;接 收节点进行快速扫描，天线在整个360°方向扫描hello信息，扫描结束后节点在接收到 hello信息的方向上回复ack，完成邻节点发现。该方法的不足之处是，仅仅靠时间变化改变 邻节点发现的方向，不是根据一定的事件触发节点的方向变化，运就使得邻节点发现时间 较长。
[0005] 采用事件驱动邻节点发现是指，节点在执行邻节点发现的过程中，在选择一个方 向后，首先根据相应的事件判断该方向已经发现的邻节点情况，如果该方向发现的邻节点 情况能满足通信，就驱动节点转向下个方向执行邻节点发现，本方向不再执行邻节点发现， 运种方式不需要依次在每个方向执行信息发射和接收。事件驱动方式充分考虑邻节点发现 过程中一些方向发现速度快一些方向发现速度慢的现象，能够根据实时的邻节点发现情况 判定节点在该方向的邻节点情况，运就有效地降低了邻节点发现时间。例如，Mir, Z.Η等人 在论文"Continuous Neighbor Discovery Protocol in Wireless Ad Hoc Networks with Sectored-Antennas,"(published in Advanced Information Networking and Applications(AINA),2015IEEE 29th International Conference on,Gwangiu,2015, pp.54-61.)中提出的NDSA是一个采用事件驱动邻节点发现的方法。NDSA将信道接入时间分 成一个个超帖CY化E，运个帖包括Ξ个状态部分:LISTEN，TRANSMIT，SLEEP。节点进行邻节点 发现时，可W在CYCLE过程的Ξ个状态间任意切换。在LISTEN状态时，节点全向接收hello信 息；在TRANSMIT状态时，节点在各个方向广播hello信息，同时在传输之前先监听信道W避 免冲突;在SLEEP状态时，节点维持sle邱，节约能量。节点在每个CY化E开始根据实际的信道 冲突反馈情况独立的决定各个状态的执行W及各状态的执行时间，最后根据CY化E中节点 处于化EEP状态的时间长度来判定是否邻节点发现结束。该方法在执行时根据信道和邻节 点的反馈来改变各状态持续时间，提高邻节点发现的收敛速度。但是该方法没有深入节点 每个方向的邻节点反馈情况，只考虑了整个360°方向的邻节点发现情况，反馈信息不全面， 按照事件驱动节点完成邻节点发现的目的实现不够完全，仍没有有效的降低节点完成邻节 点发现的时间。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种可切换波束天线的无 线自组织网络邻节点发现方法，通过改进节点执行邻节点发现时扫描方向的选择条件和邻 节点发现完成的判断条件，同时加入根据每个方向实时的邻节点发现数量情况改变该方向 信息传输功率和状态选择概率的策略，用于解决现有可切换波束天线的无线自组织网络邻 节点发现方法中存在的效率低的技术问题。
[0007] 实现上述目的的技术思路是:在每个节点选择一个方向进行发射hello信息或者 接收hello信息之前，先判断该方向的邻节点发现情况，根据判断结果决定是否在该方向执 行邻节点发现W及是否需要增大信息传输功率来提高该方向发现邻节点的概率;每个节点 执行邻节点发现前，选择先发射信息后接收信息模式或者先接收信息后发射信息模式;每 个节点在传输hello信息时通过一定的概率选择实际的发送状态或者sleep状态;每个节点 接收到hello信息后，根据该hello信息中携带的邻节点信息更新本节点的邻节点信息表， 记录相应的邻节点信息;每个节点根据接收到的邻节点数量情况增大或者减小不同方向的 信息传输功率和状态选择概率。
[000引根据上述技术思路，实现本发明目的采取的技术方案，通过如下步骤实现：
[0009] 步骤1:向无线自组织网络中的所有节点导入网络范围和在此范围内的节点总数， 并设定每个节点各方向的find_finished值，邻节点表和每个节点的初始扫描方向序列，初 始状态选择概率P2，其中所述设定各方向的f ind_f inished值均为0;
[0010] 步骤2:每个节点根据所导入的网络范围和在此范围内的节点总数，计算其各方向 上可能的邻节点数量m;
[0011] 步骤3:每个节点根据所述各方向的f ind_f ini shed值，判断是否所有方向邻节点 发现结束，若各方向的f ind_f ini shed值均等于1，邻节点发现结束，否则，执行步骤4;
[0012] 步骤4:每个节点根据所述的初始扫描方向序列，选择进行邻节点发现的一个方 向；
[0013] 步骤5:每个节点根据其选择的方向上的find_f ini shed值，判断该方向邻节点发 现是否结束，若f ind_f ini shed值等于1，该方向邻节点发现结束，执行步骤4，否则执行步骤 6；
[0014] 步骤6:对每个节点设置两种邻节点发现的模式，按如下步骤实现：
[0015] 步骤6a:设置自组织网络节点先传输信息后接收信息模式；
[0016] 步骤化:设置自组织网络节点先接收信息后传输信息模式；
[0017] 步骤6c:设置模式选择概率P1;
[0018] 步骤7:每个节点利用rand函数随机生成(0，1)的数值K1，并比较该数值K1与所述 模式选择概率P1的大小，根据比较结果选择执行邻节点发现的模式，若Kl^Pl，则选择所述 的先传输信息后接收信息模式，执行步骤8,否则选择先接收信息后传输信息模式，执行步 骤12;
[0019] 步骤8:每个节点利用rand函数随机生成(0，1)的数值K2,并比较数值K2和所述状 态选择概率P2的大小，根据比较结果判断执行状态，若K2非2,执行步骤9,否则执行步骤 10;
[0020] 步骤9:每个节点设置hello信息，同时在其所选择的方向上发送2 Xm个hello信 息，执行步骤11;
[0021] 步骤10:每个节点在其所选择的方向上sleep;
[0022] 步骤11:每个节点查看其所处的模式是否是所述的先传输信息后接收信息模式， 若是，执行步骤12，否则执行步骤3;
[0023] 步骤12:每个节点在其所选择的方向接收hello信息，并判断是否接收到hello信 息，若接收到，执行步骤13，否则执行步骤18;
[0024] 步骤13:每个节点根据接收到的hello信息中的节点ID号，判断该hello信息是否 是新的邻节点发送的，同时，每个节点根据接收到的hello信息中的邻节点信息表，判断该 邻节点表中是否包含本节点ID号，若同时满足，执行步骤14,否则执行步骤17;
[0025] 步骤14:每个节点将其所选择的方向的邻节点数量加一；
[0026] 步骤15:每个节点判断其所选择的方向邻节点数量加一的值是否等于m，若等于， 执行步骤16，否则执行步骤17;
[0027] 步骤16:每个节点改变其所选择的方向上的find_finished值为1;
[0028] 步骤17:每个节点根据接收到的hello信息更新邻节点表，同时记录接收到的 he 110信息中包含的节点ID号和波束方向信息，执行步骤19;
[0029] 步骤18:对每个节点的信息发射功率值增加功率变化步长PW值，得到更大的信息 发射功率值，同时对所述的状态选择概率P2增加0.1，得到更大的状态选择概率P2值；
[0030] 步骤19:每个节点查看其所处的模式是否是所述的先传输信息后接收信息模式， 若是，执行步骤3，否则执行步骤8。
[0031 ]本发明与现有技术相比，具有如下优点：
[0032]第一，由于本发明在节点执行邻节点发现的方向选择之后，加入判断该方向已经 发现的邻节点是否满足该方向通信需求情况的步骤，并根据判断结果决定是否需执行该方 向的邻节点发现，与现有技术中节点在选择方向后立即在该方向执行邻节点发现相比，有 效的降低了邻节点发现时间，提高了邻节点发现效率。
[0033] 第二，由于本发明在节点执行完成每个方向的邻节点发现时，加入根据该方向发 现的邻节点数量情况判断下一次在该方向执行邻节点发现时是否需要增大信息传输功率， W便下一次在该方向执行邻节点发现能够发现离本节点更远距离的邻节点，与现有技术中 使用固定的信息传输功率执行下一次的邻节点发现相比，提高了邻节点发现的概率，进一 步提高了邻节点发现效率。
[0034] 第Ξ，由于本发明在执行的过程中，不需要节点间的握手，不需要节点回复确认信 息，节点将对邻节点的确认信息包含在发送的hello信息中，整个执行过程只有hello信息 的发送，与现有技术中使用多种类型的信息确认hello信息接收情况相比，减少了信息类 型，避免了传输多种类型信息引起的信息混乱和接收节点处理复杂的问题，执行邻节点发 现简单高效。
[0035] 第四，由于本发明通过在节点发送hello信息之前加入执行状态选择的步骤，节点 在开始执行邻节点发现时，W初始状态选择概率选择发送或者sleep状态，随着发现的邻节 点数量的变化，节点增大或减小该状态选择概率，改变节点处于发送或者sleep状态的概 率，与现有技术中采用的不区分节点状态或者区分节点状态但不改变状态选择概率相比， 可W进一步避免信息冲突，节约节点能量。
【附图说明】
[0036] 图1是本发明的流程框图；
[0037] 图2是本发明的执行过程示意图；
[0038] 图3是本发明中两种邻节点发现的模式示意图；
[0039] 图4是本发明中hello信息的内容示意图。
【具体实施方式】
[0040] W下结合附图和具体实施例，对本发明的目的、技术方案和技术效果作进一步详 细描述。
[0041 ] 参照图1:
[0042] 步骤1:向无线自组织网络中的所有节点导入网络范围和在此范围内的节点总数， 并设定每个节点各方向的find_finished值，邻节点表和每个节点的初始扫描方向序列，初 始状态选择概率P2，其中所述设定各方向的f ind_f inished值均为0。
[0043] 网络范围和节点总数用来表示该网络的基本属性情况。每个节点在各个方向设置 f ind_f ini shed值和邻节点表，表示每个方向在每个方向的邻节点发现情况，f ind_ finished值表示每个方向邻节点发现的结束情况，邻节点表表示每个方向已经发现的邻节 点信息。每个节点设置初始扫描序列，表示节点进行邻节点发现的初始方向变化，运里设置 为顺时针变化序列，说明邻节点发现的方向变化为顺时针变化。
[0044] 步骤2:每个节点根据所导入的网络范围和在此范围内的节点总数，计算其各方向 上可能的邻节点数量m。
[0045] 此处利用步骤1中向无线自组织网络中的每个节点输入的网络的范围大小和节点 总数，计算出每个节点在每个方向可能的邻节点数量m，邻节点数量m表示每个方向的邻节 点度。计算方法如下：
[0046]
[0047] 其中，节点通信范围是节点的一个通信属性，表示节点能够传输信息和接收信息 的范围，切换天线波瓣数是该切换天线的一个属性，表示切换天线的波瓣个数，运两个数值 属于无线自组织网络中每个节点执行邻节点发现之前设定的属性值。
[004引步骤3:每个节点根据所述各方向的f ind_f ini shed值，判断是否所有方向邻节点 发现结束，若各方向的f ind_f ini shed值均等于1，邻节点发现结束，否则，执行步骤4。
[0049] 本发明中使用find_finished值标识节点在各方向邻节点发现情况，如果节点在 某个方向的find_f ini shed值为1，表示该方向邻节点发现结束，节点下一次执行邻节点发 现可W不在该方向进行，如果节点各方向find_f ini shed值均为1，表示节点邻节点发现结 束，可W进行邻节点维护，如果节点还有一些方向的find_finished值为0,表示节点没有完 成邻节点发现过程，还需继续执行邻节点发现。
[0050] 步骤4:每个节点根据所述的初始扫描方向序列，选择进行邻节点发现的一个方 向。
[0051 ]步骤5:每个节点根据其选择的方向上的find_finished值，判断该方向邻节点发 现是否结束，若find_finished值等于1，该方向邻节点发现结束，执行步骤4,否则执行6。
[0052] 若节点的该方向find_finished值为1，表示节点在该方向发现的邻节点能够满足 该方向的通信需求，不需要继续在该方向执行邻节点发现，可W重新选择一个执行邻节点 发现的方向，节点在执行该方向邻节点发现前执行运个判断能够有效降低邻节点发现的时 间。
[0053] 步骤6:对每个节点设置两种邻节点发现的模式，按如下步骤实现：
[0054] 第一步:设置自组织网络节点先传输信息后接收信息模式，如图3(a)所示；
[0055] 第二步:设置自组织网络节点先接收信息后传输信息模式，如图3(b)所示；
[0056] 第Ξ步:设置模式选择概率P1。
[0057] 运里设置选择概率P1值为0.5,节点W相同的概率选择先传输信息后接收信息模 式或者先接收信息后传输信息模式，每个节点区分两种信息传输模式可W提高节点成功接 收到信息的概率，能够有效地提高信息传输成功的概率，同时提高邻节点发现概率。
[005引步骤7:每个节点利用rand函数随机生成(0，1)的数值K1，并比较该数值K1与所述 模式选择概率P1的大小，根据比较结果选择执行邻节点发现的模式，若Kl^Pl，则选择所述 的先传输信息后接收信息模式，执行步骤8,否则选择先接收信息后传输信息模式，执行步 骤12。
[0059] 步骤8:每个节点利用rand函数随机生成(0，1)的数值K2,并比较数值K2和所述状 态选择概率P2的大小，根据比较结果判断执行状态，若K2非2,执行步骤9,否则执行步骤 10。
[0060] 设置概率P2值初始值为0.8，随着邻节点发现的执行，节点根据在每个方向发现的 邻节点的数量情况调整概率P2值的大小，使得节点处于发送hello信息的概率和处于sle邱 状态的概率实时变化。如果节点在本方向找到的邻节点数量较少或者没有找到邻节点，贝U 增大概率P2值，提高本方向发送hello信息的概率，如果节点在本方向找到的邻节点数量能 够满足通信需要，则减小概率P2值，降低本方向发送hello信息的概率。节点在每个方向实 时调整状态选择的概率，能够增大邻节点发现概率，同时节约节点能量。
[0061] 步骤9:每个节点设置hello信息，同时在其所选择的方向上发送2 Xm个hello信 息，执行步骤11。
[0062] 化11〇信息的具体内容如图4所示。
[0063 ]步骤10:每个节点在其所选择的方向上sleep。
[0064] 节点在该方向sleep的时间等于2 Xm个hello信息传输的时间长度。Sleep表示节 点在该方向既不执行信息传输也不执行信息接收，节点选择在该方向sleep,既能节省节点 的能量，又能有效的降低hello信息在接收节点处的冲突碰撞，提高hello信息正确接收的 概率，进一步提高邻节点发现效率。
[0065] 步骤11:每个节点查看其所处的模式是否是所述的先传输信息后接收信息模式， 若是，执行步骤12,否则执行步骤3。
[0066] 节点在发送完成hello信息后，执行判断其所处的模式是否是先传输信息后接收 信息模式，是由于节点在执行邻节点发现的过程中信息发送和信息接收的先后顺序不同， 而每种模式只执行一次信息发送和一次信息接收，如果节点所处的模式是先接收信息后发 射信息模式，那么节点完成发送信息后，不再执行信息接收，如果节点所处的模式是先发射 信息后接收信息模式，那么节点完成发送信息后，还需执行信息接收。
[0067] 步骤12:每个节点在其所选择的方向接收hello信息，并判断是否能够接收到 hello信息，若接收到，执行步骤13,否则执行步骤18。
[0068] 节点在所选择的方向接收hello信息的时间为2 Xm个hello信息传输的时间长度。 由于邻节点信息的不确定性，节点在所选择的方向执行接收hello信息时，可能不会接收到 任何信息，所W节点执行步骤18增大信息传输功率，有效的增加信息传输范围，增大邻节点 发现概率。
[0069] 步骤13:每个节点根据接收到的hello信息中的节点ID号，判断该hello信息是否 是新的邻节点发送的，同时，每个节点根据接收到的hello信息中的邻节点信息表，判断该 邻节点表中是否包含本节点ID号，若同时满足，执行步骤14,否则执行步骤17。
[0070] 每个节点接收到hello信息时，查看该hello信息中的节点ID号，是否存在于本节 点相应方向的邻节点表中，如果不存在，说明本节点还没有发现发送该hello信息的节点， 本节点需要记录该hello信息携带的节点信息，如果存在，说明该hello信息不是本节点的 新的邻节点发送的，也就是说本节点在接收到该hello信息之前已经发现该hello信息携带 的节点。
[0071] 同时节点查看hello信息中的邻节点信息表中是否包含本节点ID号，如果包含，说 明发射该hello信息的节点已经发现本节点，如果不包含，说明发射该hello信息的节点没 有发现本节点，本节点还需发射hello信息W便该节点能够发现自己。若运两个判断同时满 足，说明本节点和发射该hello信息的节点已经相互发现，本节点将设置该方向邻节点数量 加一。
[0072] 步骤14:每个节点将其所选择的方向邻节点数量加一。
[0073] 步骤15:每个节点判断其所选择的方向邻节点数量加一的值是否等于m，若等于， 执行步骤16,否则执行步骤17。
[0074] 每个节点在一个方向上的邻节点数量等于m时，表示节点在该方向的邻节点发现 完成，节点下一次执行邻节点发现时不需要在该方向执行，能够有效地降低邻节点发现时 间。
[0075] 步骤16:每个节点改变其所选择的方向上的find_finished值为1。
[0076] 步骤17 :每个节点根据接收到的h e 110信息更新邻节点表，同时记录接收到的 he 110信息中包含的节点ID号和波束方向信息，执行步骤19。
[0077] 每个节点将接收到的hello信息中所包含的发送该hello信息的邻节点的ID号和 邻节点发送该hello信息的波束方向记录在本节点的相应方向的邻节点表中。
[0078] 步骤18:对每个节点的信息发射功率值增加功率变化步长PW值，得到更大的信息 发射功率值，同时对所述的状态选择概率P2增加0.1，得到更大的状态选择概率P2值。
[0079] 节点在该方向没有接收到hello信息，则按照功率变化步长值增大该方向的信 息传输功率，使得节点增大发射和接收信息的范围，保证下一次接收到hello信息，功率变 化步长PW值根据网络规模和通信需要来设置。
[0080] 节点增大状态选择概率，能够增加节点处于发送状态的概率，增加 hello信息发送 和成功接收的可能性，同时，如果节点没有增大状态选择概率P2,则节点更多的处于sleep 状态，能够节省节点能量，状态选择概率P2的初始值在步骤1中根据网络规模和通信需要来 设置。
[0081] 步骤19:每个节点查看其所处的模式是否是所述的先传输信息后接收信息模式， 若是，执行步骤3，否则执行步骤8。
[0082] 节点在完成接收hello信息后，执行判断其所处的模式是否是先传输信息后接收 信息模式，是由于节点在执行邻节点发现的过程中信息发送和信息接收的先后顺序不同， 而每种模式只执行一次信息发送和一次信息接收，如果节点所处的模式是先接收信息后发 射信息模式，那么节点完成接收信息后，还需执行信息发送，如果节点所处的模式是先发射 信息后接收信息模式，那么节点完成接收信息后，不再执行信息发送。
[0083] 参照图2:
[0084] 图2描述的是节点执行邻节点发现和信息传输的过程，无线自组织网络的邻节点 发现一个连续性的过程，由于网络中节点的位置变化等原因，导致已经发现的邻节点信息 发生变化，所W需要持续的执行邻节点发现过程。在节点完成邻节点发现的过程中可能还 需要进行资源预约，信息冲突避免，数据信息传输等功能，所W设置混合区和业务区W便后 面节点进行通信。
[0085] 参照图3:
[0086] 图3(a)描述的是节点先传输信息后接收信息模式，表示节点在执行邻节点发现的 一个方向执行先传输hello信息后接收hello信息。
[0087] 图3(b)描述的是节点先接收信息后传输信息模式，表示节点在执行邻节点发现的 一个方向执行先接收hello信息后传输hello信息。
[008引参照图4:
[0089]图4中具体说明hello信息中所包含的内容，其中包括节点ID号，节点选择的发射 方向，节点在所选择的方向的邻节点表。
[0090]本发明说明书中未详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。基于本发明思 想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法，包括如下步骤： (1) 向无线自组织网络中的所有节点导入网络范围和在此范围内的节点总数，并设定 每个节点各方向的find_finished值，邻节点表和每个节点的初始扫描方向序列，初始状态 选择概率?2，其中所述设定各方向的行]1(1_;^1118116(1值均为0 ; (2) 每个节点根据所导入的网络范围和在此范围内的节点总数，计算其各方向上可能 的邻节点数量m; (3) 每个节点根据所述各方向的find_f ini shed值，判断是否所有方向邻节点发现结 束，若各方向的find_finished值均等于1，邻节点发现结束，否则，执行步骤(4); (4) 每个节点根据所述的初始扫描方向序列，选择进行邻节点发现的一个方向； (5) 每个节点根据其选择的方向上的find_finished值，判断该方向邻节点发现是否结 束，若find_finished值等于1，该方向邻节点发现结束，执行步骤(4)，否则执行步骤(6); (6) 对每个节点设置两种邻节点发现的模式，按如下步骤实现： (6a)设置自组织网络节点先传输信息后接收信息模式； (6b)设置自组织网络节点先接收信息后传输信息模式； (6c)设置模式选择概率P1; (7) 每个节点利用rand函数随机生成(0，1)的数值K1，并比较该数值K1与所述模式选择 概率P1的大小，根据比较结果选择执行邻节点发现的模式，若K12P1，则选择所述的先传输 信息后接收信息模式，执行步骤(8)，否则选择先接收信息后传输信息模式，执行步骤(12); (8) 每个节点利用rand函数随机生成(0，1)的数值K2,并比较数值K2和所述状态选择概 率P2的大小，根据比较结果判断执行状态，若K2 < P2,执行步骤(9)，否则执行步骤(10); (9) 每个节点设置hello信息，同时在其所选择的方向上发送2 Xm个hello信息，执行步 骤(11); (10) 每个节点在其所选择的方向上sleep; (11) 每个节点查看其所处的模式是否是所述的先传输信息后接收信息模式，若是，执 行步骤(12)，否则执行步骤(3); (12) 每个节点在其所选择的方向接收hello信息，并判断是否接收到hello信息，若接 收到，执行步骤(13)，否则执行步骤(18); (13) 每个节点根据接收到的he 11 〇信息中的节点ID号，判断该he 11 〇信息是否是新的邻 节点发送的，同时，每个节点根据接收到的hello信息中的邻节点表，判断该邻节点表中是 否包含本节点ID号，若同时满足，执行步骤(14)，否则执行步骤(17); (14) 每个节点将其所选择的方向的邻节点数量加一； (15) 每个节点判断其所选择的方向邻节点数量加一的值是否等于m，若等于，执行步骤 (16)，否则执行步骤(17); (16) 每个节点改变其所选择的方向上的find_finished值为1; (17) 每个节点根据接收到的he 11〇信息更新邻节点表，同时记录接收到的he 11 〇信息中 包含的节点ID号和波束方向信息，执行步骤(19); (18) 对每个节点的信息发射功率值增加功率变化步长PW值，得到更大的信息发射功率 值，同时对所述的状态选择概率P2增加0.1，得到更大的状态选择概率P2值； (19) 每个节点查看其所处的模式是否是所述的先传输信息后接收信息模式，若是，执 行步骤(3)，否则执行步骤(8)。2. 根据权利要求1所述的可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法，其特征 在于:步骤（1)所述的find_finished值，是指用于标识可切换波束天线的无线自组织网络 中的每个节点的各方向邻节点数量满足通信需求情况的信息，每个方向均设置find_ f ini shed值，其取值为0或1，0代表无线自组织网络中的每个节点的某方向邻节点数量不能 够满足通信需求，1代表无线自组织网络中的每个节点的某方向邻节点数量能够满足通信 需求。3. 根据权利要求1所述的可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法，其特征 在于:步骤（18)所述的对每个节点的信息发射功率值增加功率变化步长PW值，是指可切换 波束天线的无线自组织网络中的每个节点在信息发射功率的基础上增加功率变化步长PW 值，可用于增大每个节点发送和接收信息的范围，其中步长PW的值根据网络规模和通信需 要来设置。4. 根据权利要求1所述的可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法，其特征 在于:步骤(7)所述的根据比较结果选择执行邻节点发现的模式，是指可切换波束天线的无 线自组织网络中的每个节点比较K1值和P1值的大小关系，并根据比较结果选择执行邻节点 发现的模式，用于避免hello信息的冲突，提高hello信息在接收节点处正确接收的概率，其 中 Ρ1=0·5〇5. 根据权利要求1所述的可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法，其特征 在于:步骤(8)所述的根据比较结果判断执行状态，是指可切换波束天线的无线自组织网络 中的每个节点在传输hello信息之前比较Κ2值和Ρ2值的大小关系，并根据比较结果判断执 行状态，用于降低节点实际的信息发送概率，避免hello信息在接收节点处的冲突，同时节 约节点能量。
【文档编号】H04W52/36GK105873007SQ201610177121
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】张琰, 韩琳, 盛敏, 李建东, 史琰, 王玺钧, 徐超, 孙红光, 彭琳琳
【申请人】西安电子科技大学