[发明专利]一种IEEE802.15.4e网络的邻居发现方法

权利要求书

1.一种IEEE802.15.4e网络的邻居发现方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、设计报文监听算法E-OPT，选择任意时隙为起始点，开始监听报文，监听的顺序、时隙和信道完全按照报文监听算法E-OPT执行；

S2、当监听到第一个报文后，记录报文类型和报文检测消耗的时间，根据报文类型、报文检测消耗的时间和当前绝对时隙号预测信标帧次序b的范围；

S3、根据信标帧次序b的范围中最小的b值，通过公式T-t_current=ASN_Beacon-ASN_current，ASN_Beacon=2^b×a来预测信标帧最近可能出现的时隙T，其中t_current为当前时隙，即报文检测消耗的时隙，ASN_current为当前绝对时隙号，ASN_Beacon为信标帧的绝对时隙号，a为常数；

S4、休眠至时隙T，在时隙T监听E-OPT算法指定的信道，若未监听到信标帧，则排除当前b值，返回步骤S3，若监听到信标帧，则停止，若邻居发现总时间大于某个值t_max时，则邻居发现失败。

2.根据权利要求1所述的IEEE802.15.4e网络的邻居发现方法，其特征在于，步骤S1中，所述监听算法E-OPT设计的具体步骤为：

S11、分析IEEE802.15.4e实际网络中报文类型和邻居发现模型，C为网络可用信道集合｛c₁,c₂,...,c_max｝，|C|表示集合中信道个数，b为信标帧次序，b∈B,B={b_min,…,b_max}，|B|表示B中的元素数目；

邻居发现的目标是找到网络每个超帧中唯一的信标帧，检测过程中，每次在某个信道上占用一个时隙，对于所有的c∈C,t∈T，x_c,t描述监听节点在信道c和时隙t上执行一次发现：

为保证监听到所有信标帧，用于邻居发现的时间t_max应满足t_max=|C|×2^bmax-1，同时采用被动监听方式获取所有信标帧，需要满足如下条件：

（1）每个信道上监听时间不小于一个超帧长度,即

（2）同一时隙只能搜索单个信道，即

（3）保证所有可能的时隙和信道组合都搜索到，即：

∀c∈C,∀b∈B,∀δ∈(0,...,2b-1)Σi=c0cmaxxc,2b×i+δ≥1;]]>

S12、假设报文分布的时隙和信道是随机的，分析t时隙和指定信道检测到报文并且是第一条报文的概率p，其中C₁为一个超帧周期2^b内出现m条报文的组合数：

C₁=C(2^b,f(b))×|C|^f(b)；

C2为t时刻出现的报文并且是第一条报文的组合数：

C2=Σk=0f(b)-1C(y,k)×(|C|-x-1)k×C(d-y-1,f(b)-1-k)×(|C|-x)f(b)-1-k;]]>

其中，t=d×x+y，d=2^b，x，y都是整数，y=tmodd，y≥k，d-y-1≥f(b)-1-k；

监听报文的平均检测时间：

tavg=Σc=0cmaxΣbi=bminbmaxΣt=02bi×|C|-1u,bi=bminΣt=2bi-1×|C|-12bi×|C|-1u,bi>bmin;]]>

其中，(t+1)表示完成当前监听消耗的时隙数；

S13、利用YALMIP进行建模，并通过matlab调用CPLEX12.5工具进行规划运算使t_avg最小，进而设计一个报文监听序列。