[发明专利]一种三维ad hoc网络广播数据包接收率的计算方法

摘要

本发明提供了一种三维ad hoc网络广播数据包接收率的计算方法，首先计算网络中节点在某一时隙发送广播数据的概率和信道占用时隙个数，计算广播消息源节点S的侦听区域中节点位于接收节点的干扰区域与源节点的侦听区域的重叠部分中的概率以及广播消息源节点的隐藏终端区域中节点位于接收节点的干扰区域与源节点的隐藏终端区域的重叠部分中的概率，并计算该条件下接收节点成功接收广播数据包的概率，最终计算在三维空间中广播数据包的接收成功率。本发明能够应用于三维空间中ad hoc网络广播性能的定量分析，保证网络中广播信息分发的可靠性。

主权项

一种三维ad hoc网络广播数据包接收率的计算方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：计算网络中节点在某一时隙发送广播数据的概率τ和信道占用时隙个数c；所述网络中的节点具有相同的侦听半径R_cs、干扰半径R_if和传输半径R；广播消息源节点S的侦听区域V_RCS是以S为球心、R_cs为半径的球体，处于V_RCS中的节点是S的信道竞争节点；广播消息源节点S的隐藏终端区域V_PS是以S为球心、半径分别为R_cs+R_if和R_cs的两个球体之间的空间区域；广播消息源节点S的传输区域V_TS是以S为球心、R为传输半径的球体；接收节点D为网络中位于节点S传输区域范围内的节点之一，能够接收来自S的广播数据，接收节点D的干扰区域V_Dif是以D为球心、半径为R_if的球体，接收节点D的干扰区域与源节点S的侦听区域的重叠部分表示为V_A；接收节点D的干扰区域V_Dif与源节点S的隐藏终端区域V_PS的重叠部分表示为V_B；步骤2：(V,m)表示在空间区域V中存在m个节点的随机事件，设在广播消息源节点S的侦听区域V_RCS中有k个节点，其中有k'个节点位于V_A中的概率$P\left((V_A,k^{\′})\right|\left(V_{\mathrm{RCS},}k\right))=C_k^{k^{\′}}\·{\left(\frac{V_A}{V_{\mathrm{RCS}}}\right)}^{k^{\′}}\·{(1-\frac{V_A}{V_{\mathrm{RCS}}})}^{{k-k}^{\′}},$其中，是从k个节点中取k'个节点的组合数；设在V_PS中有n个节点，其中有n'个节点位于V_B中的概率$P\left((V_B,n^{\′})\right|\left(V_{\mathrm{PS},}n\right))=C_n^{n^{\′}}\·{\left(\frac{V_B}{V_{\mathrm{PS}}}\right)}^{n^{\′}}\·{(1-\frac{V_B}{V_{\mathrm{PS}}})}^{{n-n}^{\′}},$其中，是从n个节点中取n'个节点的组合数；步骤3：计算得到节点S发送广播数据包、且节点D接收该广播数据包时，V_A中存在k'个节点和V_B中存在n'个节点条件下D成功接收广播数据包的概率：1)计算出当V_A中存在k'个节点时，节点S成功发送的概率$P_1=\underset{k^{\′}=0}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}P(V_A,k^{\′}|V_{\mathrm{RCS}},k)\·{(1-\mathrm{\τ})}^{k^{\′}};$2)计算当V_B中存在n'个节点时，在节点S成功发送的情况下，广播数据包成功传输到节点D的概率$P_2=\underset{n^{\′}=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}P(V_B,n^{\′}|V_{\mathrm{PS}},n)\·{(1-\mathrm{\τ})}^{{\mathrm{cn}}^{\′}};$3)当V_A中存在k'个节点、同时V_B中存在n'个节点时，节点D成功接收到来自节点S的广播数据包的概率P_S＝P₁·P₂；步骤4：计算在三维空间中节点S发送广播数据包、节点D接收该广播数据包的接收成功率其中P(V_RCS,k)表示在V_RCS中存在k个节点的概率，P(V_PS,n)表示在V_PS中存在n个节点的概率。