[发明专利]一种基于覆盖贡献的无线自组织网络覆盖方法

说明书

本发明公开一种基于覆盖贡献的无线自组织网络覆盖方法，首先所有节点初始化状态为未被覆盖节点；所有节点更新被覆盖程度与覆盖贡献，根据覆盖贡献更新自己的覆盖状态：覆盖节点在邻居中存在更高覆盖贡献的覆盖节点的条件下转为被覆盖节点，非覆盖节点在自身覆盖贡献比所有邻居节点都高的条件下转为覆盖节点，已被覆盖节点的邻居中若不存在覆盖节点，则更改状态为未被覆盖节点，未被覆盖节点的邻居中若存在覆盖节点，则更改状态为已被覆盖节点，未被覆盖节点符合非最高覆盖贡献节点竞争条件，等待若干周期后更改状态为覆盖节点；所有节点周期广播与接收一跳范围内的HELLO消息来建立邻居关系。此种方法能够实现快速收敛，可靠性高。

技术领域

本发明属于无线自组织网络的覆盖监控领域，具体涉及一种应用于无线自组织网络的基于覆盖贡献的覆盖方法。

背景技术

在无线自组织网络中，往往需要对网络节点数据进行监控与收集。由于网络节点能量、带宽等限制，不宜使用网络中的全部节点进行监控与收集。因此，为了实现整个网络节点数据的监控与收集，往往需要选择网络中的若干节点进行网络覆盖。又由于自组织网络无法进行集中式管理，只能各个节点分布式协调选择覆盖节点。

在覆盖节点的选择过程中，覆盖节点数量不足会导致监控的不稳定甚至出现监控的空洞区域，覆盖节点数量过多则会导致网络负载加重以及数据冗余；同时，由于无线传输的不稳定性，受收发双方的距离影响较大，若覆盖节点分布不合理也会导致数据传输可靠性降低，监控质量下降。另外，在快速移动的无线自组织网络，例如车载自组织网络中，网络拓扑的快速变化会导致覆盖节点的分布很快从合理变为不合理。因此，如何结合无线自组织网络的特点，找到一种高效的快速收敛的覆盖节点选择方法是一个需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于覆盖贡献的无线自组织网络覆盖方法，实现快速收敛，可靠性高。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于覆盖贡献的无线自组织网络覆盖方法，包括如下步骤：

步骤1，将网络中所有节点的初始化状态均设为未被覆盖节点；

步骤2，所有节点更新被覆盖程度与覆盖贡献，根据覆盖贡献更新自己的覆盖状态；

步骤3，所有节点周期广播与接收一跳范围内的HELLO消息来建立邻居关系，HELLO消息内容包含自己的位置信息、覆盖状态、被覆盖程度与覆盖贡献。

上述步骤2中，根据覆盖贡献更新自己的覆盖状态的具体内容是：覆盖节点在邻居中存在更高覆盖贡献的覆盖节点的条件下转为被覆盖节点，非覆盖节点在自身覆盖贡献比所有邻居节点都高的条件下转为覆盖节点，已被覆盖节点的邻居中若不存在覆盖节点，则更改状态为未被覆盖节点，未被覆盖节点的邻居中若存在覆盖节点，则更改状态为已被覆盖节点，未被覆盖节点符合非最高覆盖贡献节点竞争条件，等待若干周期后更改状态为覆盖节点。

上述非最高覆盖贡献节点竞争条件的内容是：未被覆盖且邻居中存在比自己覆盖贡献高的已被覆盖节点，同时邻居中不存在比自己覆盖贡献高的未被覆盖节点。

上述步骤2中，网络中任意一个节点i的被覆盖程度的计算方法为：

其中，CR是一跳直接通信距离，α是调节参数，CRD_i是节点i的覆盖逆距离。

上述节点i的覆盖逆距离CRD_i的计算方法是：

其中，CR是一跳直接通信距离，D'_ij是节点i和邻居覆盖节点j之间的欧拉距离，m是节点i的邻居中覆盖节点的个数。