一種紫外光網(wǎng)絡(luò)中鄰居發(fā)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紫外光通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種紫外光網(wǎng)絡(luò)中鄰居發(fā)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紫外光通信是利用紫外光在大氣中的散射來進(jìn)行信息傳輸?shù)囊环N新型通信模式。 隨著近些年對其研究的不斷深入，人們已經(jīng)開始考慮利用紫外光通信組建無線網(wǎng)絡(luò)。在無 線網(wǎng)絡(luò)的初始化過程中，鄰居發(fā)現(xiàn)是很重要的一步，它能夠幫助網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)獲取能與自 己直接通信的所有鄰居節(jié)點(diǎn)信息。此外，鄰居發(fā)現(xiàn)還是上層分布式算法、路由協(xié)議、媒體接 入控制協(xié)議和其他一些控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
[0003] 雖然人們已經(jīng)針對傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)出多種鄰居發(fā)現(xiàn)的方法，但是，由于紫外光 通信獨(dú)特的物理特性和紫外光網(wǎng)絡(luò)特殊的應(yīng)用場景的限制，導(dǎo)致這些方法都無法直接應(yīng)用 于紫外光無線網(wǎng)絡(luò)中，尤其是對于采用定向發(fā)射節(jié)點(diǎn)配置的紫外光無線網(wǎng)絡(luò)來說，節(jié)點(diǎn)通 過鄰居發(fā)現(xiàn)不僅需要獲取所有能與自己直接通信的所有鄰居節(jié)點(diǎn)信息，而且需要得到自己 向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息時(shí)的最佳發(fā)射方向。
[0004] 目前人們對紫外光網(wǎng)絡(luò)中鄰居發(fā)現(xiàn)方法的研究比較有限，現(xiàn)有技術(shù)中一種基于信 用收集的鄰居發(fā)現(xiàn)方法的基本過程如圖1所示，包括如下步驟：
[0005] (1)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)初始處于接收狀態(tài)，每隔參數(shù)為λ的指數(shù)分布的時(shí)間間隔，進(jìn)行一 次發(fā)送，發(fā)送請求包或者反饋包，發(fā)射方向隨機(jī)；其中，請求包中包括本節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)射請求 包的方向ID;反饋包中包括本節(jié)點(diǎn)ID、請求節(jié)點(diǎn)ID、請求節(jié)點(diǎn)發(fā)射請求包的發(fā)射方向ID和 當(dāng)前本節(jié)點(diǎn)收到請求節(jié)點(diǎn)對應(yīng)發(fā)射方向上發(fā)送的請求包的總數(shù)；所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中有一個(gè)先 入先出隊(duì)列存儲(chǔ)反饋包，當(dāng)此隊(duì)列中有反饋包時(shí)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在發(fā)射時(shí)刻會(huì)優(yōu)先發(fā)送反饋包， 直到連續(xù)發(fā)射的反饋包的個(gè)數(shù)大于反饋包發(fā)射閾值Tf，若沒有反饋包，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)生成 并發(fā)送一個(gè)請求包，同時(shí)將反饋包發(fā)射計(jì)量參數(shù)η置零；
[0006] (2)當(dāng)接收到一個(gè)請求包時(shí)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)便會(huì)提取出請求包中的信息，并相應(yīng)地生成 一個(gè)反饋包，加入反饋包發(fā)送隊(duì)列；
[0007] (3)當(dāng)接收到一個(gè)反饋包時(shí)，節(jié)點(diǎn)首先會(huì)提取出包中的信息并判斷此反饋包是否 是對自己的請求包的反饋。如果不是，則丟棄掉此包。如果是，節(jié)點(diǎn)就會(huì)根據(jù)包中的信息對 信用表進(jìn)行更新。其中信用表中包括鄰居節(jié)點(diǎn)的ID、本節(jié)點(diǎn)的發(fā)射方向ID和當(dāng)前鄰居節(jié)點(diǎn) 收到本節(jié)點(diǎn)對應(yīng)發(fā)射方向上發(fā)送的請求包的總數(shù)，即信用值。
[0008] 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過信用表獲取鄰居節(jié)點(diǎn)的信息。在信用表中所有鄰居節(jié)點(diǎn)ID相同的 行中信用值最高的對應(yīng)的那個(gè)發(fā)射方向，就是本節(jié)點(diǎn)向此鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)的最佳發(fā)射 方向。節(jié)點(diǎn)據(jù)此建立鄰居表，記錄鄰居節(jié)點(diǎn)的ID和最佳發(fā)射方向ID。
[0009] 上述現(xiàn)有方法存在以下缺點(diǎn)：
[0010] (1)握手機(jī)制影響了鄰居發(fā)現(xiàn)的效率。對于一種基于信用收集的鄰居發(fā)現(xiàn)算法來 說，信用收集的速率直接影響著鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議的效率。根據(jù)上述方法，節(jié)點(diǎn)需要對每一個(gè)成 功收到的請求包進(jìn)行反饋，這樣的握手機(jī)制使得每一個(gè)節(jié)點(diǎn)有大量的反饋包要發(fā)送。由于 節(jié)點(diǎn)在一個(gè)發(fā)射時(shí)刻只能發(fā)送請求包和反饋包的一種，大量需要發(fā)送的反饋包會(huì)使得節(jié)點(diǎn) 請求包的發(fā)送變得非常有限，從而影響其他節(jié)點(diǎn)信用的收集，進(jìn)而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議效率。
[0011] (2)信用表的重復(fù)建立。在上述方法中，由于反饋包中要包含當(dāng)前本節(jié)點(diǎn)所收到 請求節(jié)點(diǎn)對應(yīng)發(fā)射方向上發(fā)送的請求包的總數(shù)，所以節(jié)點(diǎn)需要建立一個(gè)信用表來記錄這個(gè) 總數(shù)。因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)總共需要建立并維護(hù)兩個(gè)信用表即一個(gè)記錄本節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送 消息時(shí)各個(gè)發(fā)射方向的信用，一個(gè)記錄請求節(jié)點(diǎn)向本節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息時(shí)的各個(gè)發(fā)射方向的信 用；這樣不僅占用了節(jié)點(diǎn)一定的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，而且節(jié)點(diǎn)間需要大量的包的交換來對信 用表進(jìn)行更新。
[0012] (3)反饋包的利用率低。在上述方法中，節(jié)點(diǎn)發(fā)送的反饋包所包含的信息僅僅對其 反饋的請求節(jié)點(diǎn)有價(jià)值，如果其他節(jié)點(diǎn)接收到了這個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的反饋包，會(huì)把其當(dāng)作無用 信息丟棄。
[0013] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的方法存在鄰居發(fā)現(xiàn)效率低、反饋包利用率低的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014](一）要解決的技術(shù)問題
[0015] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提高尋找鄰居節(jié)點(diǎn)的效率以及提高反饋包利用 率。
[0016](二）技術(shù)方案
[0017] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種紫外光網(wǎng)絡(luò)中鄰居發(fā)現(xiàn)方法，所述方 法包括以下步驟：
[0018]S1、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)初始處于接收狀態(tài)，每隔參數(shù)為λ的指數(shù)分布的時(shí)間間隔，發(fā)送一 個(gè)反饋包或一個(gè)請求包，發(fā)射的方向根據(jù)所述請求包或反饋包的發(fā)射方向ID確定，之后所 述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)回到接收狀態(tài)，等待下一次的發(fā)送；
[0019]S2、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)包時(shí)，判斷所接收包的類型，如果是請求包，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)提取所述請求包的信息，更新信用表；如果在信用表更新后滿足反饋條件，則產(chǎn)生一個(gè)反 饋包，加入反饋包發(fā)送隊(duì)列；
[0020] S3、所述步驟S2中所接收包的類型如果是反饋包，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)判斷所述反饋包 是否是對于自身發(fā)送的請求包的反饋，若為自身發(fā)送的請求包的反饋包，則提取所述反饋 包中的信息更新鄰居表和信用表，否則，提取出所述反饋包的相關(guān)信息，按照所述步驟S2 更新信用表信息；
[0021] S4、所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過鄰居表獲取鄰居節(jié)點(diǎn)的信息以及最佳發(fā)射方向。
[0022] 優(yōu)選地，所述步驟S1中，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到達(dá)發(fā)射時(shí)間，如果反饋包發(fā)送隊(duì)列為空， 則所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生并發(fā)送一個(gè)請求包，同時(shí)反饋包連續(xù)發(fā)射計(jì)量參數(shù)η置零；如果所述 反饋包發(fā)送隊(duì)列不為空，判斷反饋包連續(xù)發(fā)射計(jì)量參數(shù)η是否大于反饋包發(fā)射閾值Tf，若 大于Tf，則所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生并發(fā)送一個(gè)請求包，同時(shí)反饋包連續(xù)發(fā)射計(jì)量參數(shù)η置零；否 則所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送處于反饋包發(fā)送隊(duì)列隊(duì)頭的反饋包、從隊(duì)列中刪除它，同時(shí)η值加1。
[0023] 優(yōu)選地，所述請求包包括本節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)射方向ID，所述發(fā)射方向ID隨機(jī)產(chǎn)生，并 服從離散型均勻分布。
[0024] 優(yōu)選地，所述反饋包包括請求節(jié)點(diǎn)ID、本節(jié)點(diǎn)ID、請求節(jié)點(diǎn)的最佳發(fā)射方向ID以 及發(fā)射方向ID。
[0025] 優(yōu)選地，所述信用表包括請求節(jié)點(diǎn)ID，請求包的發(fā)射方向ID以及信用值。
[0026] 優(yōu)選地，所述鄰居表包括鄰居節(jié)點(diǎn)ID、最佳發(fā)射方向ID。
[0027] 優(yōu)選地，所述步驟S2中，更新信用表具體為：
[0028] 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)查詢信用表中是否存在請求節(jié)點(diǎn)ID、請求包的發(fā)射方向ID與所接收的 包中的本節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)射方向ID均相同的行；若存在，則將此行的信用值加1 ;若不存在，則 提取包中的本節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)射方向ID分別作為信用表中的請求節(jié)點(diǎn)ID、請求包的發(fā)射方向 ID填寫入信用表的新一行，并將信用值置1。
[0029] 優(yōu)選地，步驟S2中所述如果在信用表更新后滿足反饋條件，所述反饋條件為：
[0030] (1)所述信用表的某一信用值得到了更新；
[0031] (2)找到所述某一信用值對應(yīng)的行的請求節(jié)點(diǎn)ID，找到信用表中所有與所述請求 節(jié)點(diǎn)ID相同行的信用值，若其中最大的信用值為所述（1)中某一信用值，且某一信用值過 了設(shè)定的信用值閾值T。。
[0032] 優(yōu)選地，步驟S2中所述則產(chǎn)生一個(gè)反饋包，所述反饋包的請求節(jié)點(diǎn)的最佳發(fā)射方 向ID的值為所述信用表中滿足反饋條件的行對應(yīng)的請求包的發(fā)射方向ID的值；所述反饋 包的發(fā)射方向ID的值隨機(jī)產(chǎn)生，并服從離散型均勻分布。
[0033] 優(yōu)選地，所述步驟S3具體為：若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到的所述反饋包的請求節(jié)點(diǎn)ID若與所 述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的ID相同，則所述反饋包為所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)射的請求包的反饋包，提取所述反 饋包中的本節(jié)點(diǎn)ID和請求節(jié)點(diǎn)的最佳發(fā)射方向ID，按照所述步驟S2更新信用表的信息，同 時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)查詢鄰居表中是否存在鄰居節(jié)點(diǎn)ID與反饋包中的本節(jié)點(diǎn)ID相同的行，若存在， 提取反饋包中的請求節(jié)點(diǎn)的最佳發(fā)射方向ID寫入此行的最佳發(fā)射方向ID中；若不存在， 則提取反饋包中的本節(jié)點(diǎn)ID和請求節(jié)點(diǎn)的最佳發(fā)射方向ID分別作為鄰居表中的鄰居節(jié)點(diǎn) ID、最佳發(fā)射方向ID填寫入鄰居表的新的一行；
[0034] 若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到的所述反饋包不是自身發(fā)射請求包的反饋包，則按照所述步驟S2 更新用表息。
[0035] (