[发明专利]一种基于历史信息的方向性天线自适应邻居发现的方法

权利要求书

1.一种基于历史信息的方向性天线自适应邻居发现的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、针对节点分布具有地域性与集群性的无线移动网络中，每个节点各配置一个方向性天线；

步骤二、针对节点i，以节点i为圆心，天线通信范围R为半径，将该节点i的圆周平均分成N_i个扇区；

扇区的编号为从0到N_i-1；

步骤三、针对初始监视周期M，每个节点随机选择各自的天线所指向的扇区；

监视周期M是指：在算法前期收集每个节点周围网络拓扑信息需要的时间段；

节点i配置的方向性天线指向每个扇区的概率相等，均为1/N_i；初始阶段，节点i配置的方向性天线所指的扇区记为S_i；

步骤四、针对节点i，计算初始监视周期该节点配置的方向性天线在每个扇区停留的时间

T为配置的方向性天线遍历N_i个扇区一次需要的时间；由此可知，初始阶段，节点i的方向性天线在每个扇区的停留时间相同；

步骤五、在停留时间内，节点i周期性的在发送时隙内广播HELLO包消息，发送完成之后节点i立即转入接收状态进行侦听；

步骤六、节点i监听到来自其他节点广播的HELLO包消息后，则更新自身维护的“邻节点列表”并按规则回复响应包，完成互相发现；

步骤七、根据初始监视周期中节点i发现的“邻节点列表”，计算该节点在第二个监视周期M中，方向性天线在每个扇区停留的时间；

具体如下：

首先，计算节点i的方向性天线在每个扇区的周期占比

周期占比表示下一次天线对准扇区S_i时，在该扇区停留的时间所占一个遍历周期的比例；L_i表示节点i所有已发现的邻居节点的集合；表示扇区S_i收到的来自邻居节点k的消息次数；是节点i配置的方向性天线所指的扇区S_i组成的集合；

然后，利用周期占比分别调整方向性天线在每个扇区的具体停留时间；

步骤八、根据第二个监视周期M中节点i的方向性天线在每个扇区的停留时间，节点i广播HELLO包消息，并更新自身维护的“邻节点列表”发现；

步骤九、从第三个监视周期M开始，根据上一个监视周期M节点i更新的“邻节点列表”发现，该节点每隔M时间对方向性天线在各扇区不同的停留时间进行微调；

具体步骤如下：

步骤901、计算节点i在扇区S_i接收消息的速率反映该节点周围网络拓扑环境的变化；

速率在每个周期M开始时计算，且在该周期内为常量；表示节点i的扇区S_i收到的消息总数，为周期占比的分子；

步骤902、针对某时刻，计算该时刻之前M时间之内的消息接收速率的瞬时速率

步骤903、判断瞬时速率是否小于平均速率，如果是，则表示网络拓扑结构变化较小，不对时间进行调整；否则，进入步骤904；

步骤904、当节点i的周围网络环境有所变化，调整方向性天线在不同扇区所停留的时间，直到新的M周期开始，确定扇区停留时间；

表示节点i的方向性天线在m扇区的瞬时速率，表示节点i方向性天线在m扇区的时间占比；m，n分别是节点i的两个不同扇区；E_i表示整个节点i收到的消息总数，为周期占比的分母；

步骤十、节点i在当前监视周期M中，根据方向性天线在每个扇区的停留时间，广播HELLO包消息，并更新自身维护的“邻节点列表”发现。

2.如权利要求1所述的一种基于历史信息的方向性天线自适应邻居发现的方法，其特征在于，所述的步骤五中，时隙以τ为单位，是指保证HELLO包消息广播到所有邻居节点的最长时间，将发送消息所用的时隙τ称作发送时隙，发送消息完成之后该节点立即转入接收状态，接收状态持续多个时隙，称作侦听时隙；

HELLO包消息的帧结构包括：发送此包的节点ID，包的类型，节点发送此消息时所用的扇区以及跳转到下一个扇区的剩余时间。