[发明专利]日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络共享信道优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络共享信道优化方法。

背景技术

日盲区域紫外光通信是通过大气散射进行信息传输的一种通信方式，具有非视距NLOS(Non—Line—of—Sight)传输、保密性好、抗干扰能力强、建造和维护成本低等优点。上述优点使得日盲区域紫外光通信可作为射频通信一种很好的替代方式而广泛地应用于乡村、城市室外环境以及军事通信的环境中。但由于近地大气分子和微粒对日盲紫外光的强吸收作用，使得其传输距离受到了限制。

无线Ad-hoc网络是一种临时无中心的分布式网络，它的节点可以任意移动，各节点的地位是平等的。源节点可以通过多跳到达目的节点。而日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络可结合紫外光通信非视距传输、抗干扰能力强、保密性好的优点及Ad-hoc网络的多跳性，来实现可靠的远距离的传输，弥补了日盲紫外光非视距通信系统通信距离短的缺陷。可见，日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络是满足各类移动场景通信要求的新型有效手段。

日盲紫外光非视距通信有三种方式：全向发全向收方式，其特点是：定位要求最低、无限的散射体积、最小的带宽；定向发全向收方式，其特点为：在散射体积内具有最大的紫外光能量、有限的散射体积、比较大的带宽；定向发定向收方式，其特点为：有限的散射体积、最大的带宽。相应的，组建紫外光网络，其节点间的相邻关系可按通信方式分为全向——全向邻居、全向——定向邻居、定向——定向邻居等情形。因此，类似于传统射频通信网络使用定向天线所产生的问题，日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络采用定向光束在实际通信中争用信道资源时将会产生聋节点、增益不对称、暴露终端和新隐藏终端等问题。

日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络节点共享信道时存在的问题，实际上都是由于定向光束的方向性及在全向或定向光束覆盖范围内存在多个紫外光节点传输业务产生冲突造成的。因此，在一个具有n个紫外光节点的日盲紫外非视距Ad-hoc网络系统中，由于定向光束的方向性及其中数据流的时空竞争特性，使得处于聋区域的节点无法通信，以及相互干扰区域的源节点或目的节点在同时发送或接收数据时将产生时间上和空间上的冲突，从而造成能够同时成功传输数据的源节点——目的节点对是有限的。为使得在单位时间内成功传输数据的源节点——目的节点对数目最多，即日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络中可并发链路最多，就需要对有限的紫外光信道资源进行传输调度。这就是共享紫外光信道的时空优化分配问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明要解决的技术问题是：如何通过日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络节点共享信道时空优化分配，使得日盲紫外Ad-hoc通信网络达到较好的通信效果。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络

共享信道优化方法，包括如下步骤：

步骤1：建立了日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络三种信道模式下的冲突避免模型：

S11：全向——全向通信方式的冲突避免模型如式（1）：

|N1-N2|≥(1+Δ)(r₁+r₂)  （1）；

其中，Δ>0，表示保护带区域，N1和N2均表示日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络的节点，r₁和r₂分别表示节点N1，N2在全向数据传输时的有效传输距离；

S12：全向——定向通信方式下的冲突避免模型如式（2）：

|N1-N2|≥(1+Δ)(r₁'+r₂)  （2）；

其中，Δ>0，表示保护带区域，N1和N2均表示日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络的节点，r₁'表示节点N1在定向数据传输时的有效传输距离，r₂表示节点N2在全向数据传输时的有效传输距离；

S13：定向——定向通信方式下的冲突避免模型如式（3）：

|N1-N2|≥(1+Δ)(r₁'+r₂')  （3）；

其中，Δ>0，表示保护带区域，N1和N2均表示日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络的节点，r₁'表示节点N1在定向数据传输时的有效传输距离，r₂'表示节点N2在定向数据传输时的有效传输距离；

步骤2:构建日盲紫外非视距Ad-hoc通信网络的局部链路冲突图，具体步骤如下：