[发明专利]水下多机器人编队的无线光通信邻居发现系统及方法

权利要求书

1.水下多机器人编队的无线光通信邻居发现方法，包括以下步骤：

步骤1，提前在所有节点中随机选择K个节点持有令牌，之后维持令牌个数不变；为保证所有节点都要发起邻居发现过程，则令牌的传递过程按照深度优先遍历DFS算法进行，判断节点为叶子节点的条件为该节点持有令牌时未发现任何新的未知邻居节点，或所有新的邻居节点已发起过邻居发现过程，即已经持有过令牌；

步骤2，持有令牌的节点在提前规定的时间范围A内随机选择一个时隙发送请求信息帧，发送方式仍采用行列交替扫描的方式进行发送，既可以实现全向发送的目的，而且每个方向都有独立的编码；为了确保请求信息到达所有邻居节点，在发送完成后，在时间范围A内随机选择时隙重新发送请求信息帧，共发送L次；

步骤3，当邻居节点接收到请求信息帧后，在退避时间范围V内随机选择一个时隙发送应答信息帧，发送方式与发送请求信息帧的方向相同，每个方向的应答信息帧都带有自身的方向编码；若已对该节点的请求信息进行过应答，则忽略该请求信息，不发送应答信息，以降低信道冲突概率；

步骤4，令牌持有节点在最后一次发送完请求信息帧后会开启定时器T₁，若定时器T₁计时结束后未接收到任何应答信息则认为没有未发现的邻居节点；若接收到应答信息帧，则可以确定对应邻居节点的相对方位，此时已发现该邻居节点；此时令牌持有节点使用该方位对应的LED直接发送确认信息帧；

步骤5，邻居节点发送完应答信息帧后会开启定时器T₂，若在T₂计时结束前未收到确认信息帧，则认为在令牌持有节点处发生信道冲突，或确认信息帧在本节点接收器处发生冲突；判断发生冲突后立刻重新发送应答信息帧，直到接收到确认信息帧；接收到确认信息帧后则可以确认发起节点的相对方位，此时两节点互相发现，邻居发现完成；

步骤6，在步骤4中，若定时器T₁结束计时后未收到任何应答信息，则认为没有未发现的邻居节点，此时该令牌对应的邻居发现过程结束；若接收到应答信息，且对所有接收到的应答信息进行确认并发送了确认信息帧后，该令牌持有节点邻居发现结束；

步骤7，令牌持有节点邻居发现结束后，要将令牌传送给它的邻居节点，一般依据DFS算法在该节点的邻居节点中选择一个将令牌传送出去；

步骤8，所有K个令牌对应的邻居发现过程全部结束后，邻居发现完成。