[发明专利]基于定向天线的移动通信节点组网控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于移动Ad Hoc网络中的组网控制，更特别地说，是指一种基于定向天线的移动节点(车载节点)的组网控制方法。

背景技术

Ad Hoc网络是由移动节点组成的能够进行相互通信的无线网络。该网络常常用于灾难恢复、幸存者搜救等无法使用有线网络或是有线网络难以发挥作用的环境中。

在Ad Hoc网络中的节点所使用的天线有以下两种：全向天线和定向天线。

全向天线拥有360°射频范围，所以在通信的过程中不需要将天线指向对端。全向天线向各个方向发送相同强度的信号，因此，它的信号覆盖区域近似于一个圆形，但由于接收方只存在于一个特定的方向上，所以，使用全向天线会造成大量的能量浪费。除此之外，当网络中存在非法节点监听信息的情况下，全向天线在通信的过程更容易被非法节点发现并监听，因此全向天线通信的安全性也较低。

定向天线只能向特定的角度发送和接收信号，所以，定向天线能够扩展通信的距离，提高通信的空间利用率；增加通信的安全性；减少移动节点通信时能量的消耗。同时，由于不在射频区域内的节点无法收到信号，所以减小了节点间通信时的冲突，提高了通信的质量和通信传输的速度，并且降低了其被非法节点发现和监听的概率。

然而，定向天线只能在特定的角度发送和接收信号，因此移动节点之间能够进行通信的前提是两个移动节点的定向天线相互对准，否则就无法接收到对方发过来的信号。但是在Ad Hoc网络中，由于通信的双方都处于无规则的运动中，因此通信的双方都不知道对方的位置，也就无法将自己的定向天线照准对方，所以需要提出一种方法，使得通信双方能够在不知道对方准确位置的情况下也可以将自己定向天线指向对方。

综上所述，现有的组网方法都是采用全向天线；或是采用定向天线发送，全向天线接收的模式。这两种方式不利于提高预测的精度和节点之间通信的安全性。

发明内容

在本发明的基于定向天线的移动通信节点组网控制中包括有：DD邻居发现模块1、介质分配模块2、同步控制模块3、通信分配模块4、DD通信控制模块5、数据发送模块6和地址更新模块7。基于定向天线的移动通信节点组网控制方法是在邻居发现周期T₁中采用双定向邻居发现方法实现移动节点间通信连接的建立，然后采用TRC方法对移动节点和邻居节点进行同步通信时间的分配，从而实现移动节点间通信连接的维护；之后在同步周期T₂中，采用同步时间控制方法对节点之间的同步通信进行控制，从而实现了节点间通信连接的保持，然后使用DTRC方法对移动节点进行通信时间的分配；最后，在节点通信周期T₃中，采用双定向通信控制方法对节点之间的通信进行控制，并且使用数据传输控制方法实现节点间数据的交换，从而实现节点间的通信。在本发明中，无论是通信的接收还是发送，均采用定向天线来完成，从而增加了双方通信的距离和通信的效率，减少了节点间通信时信道发生冲突的概率，提高了信道的利用率和通信的效率。

本发明基于定向天线的移动通信节点组网控制方法的优点在于：

1.实现了两个带有定向天线的移动节点的通信连接建立；

2.由于通信的发送方与接收方都使用定向天线，因此减小了节点间通信时的能量消耗，扩展了节点间通信的距离，增加了通信时空间使用率，增强了通信时的安全性，提高了通信的质量和通信的速度；

3.优化了移动节点的邻居发现方法，有利于系统在大量的移动节点中使用，提高了移动节点的邻居发现率，节省了移动节点在邻居发现阶段的通信开销，从而提高了系统的工作效率；

4.提高了移动节点间的组网速度，从而增加了组网的效率，有效地利用了节点的通信周期；

5.实现了移动节点通信时的冲突检测，减小了移动节点在发送信息时出现信道冲突的概率，提高了信道的使用率和通信的效率；

6.提出了时钟轮换通信的方法，提高了移动节点间通信时间的利用率，减小了通信时发生冲突的概率。

附图说明

图1是本发明基于定向天线的移动通信节点组网控制结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

在本发明中，所有的移动节点均为车载节点，使用定向天线作为通信的媒介，并且安装有GPS接收终端。因此每个移动节点都能够获得自己当前的地理位置信息A(x，y)，所述地理位置信息A(x，y)中包括有节点所在的经度x和纬度y。