[发明专利]一种Ad Hoc网络的拓扑发现方法

说明书

本发明公开了一种Ad Hoc网络的拓扑发现方法，其包括以下步骤：S1、获取Ad Hoc网络的信号；S2、获取各信号的能量检测结果；S3、根据帧长度将帧分为数据帧和控制帧；S4、根据控制帧和数据帧之间的距离获取中继转发数据帧，并匹配剩余节点的时序图得到多跳链路；S5、根据控制帧和数据帧之间的距离获取单跳源数据帧，并匹配剩余节点的时序图得到单跳链路；S6、将多跳链路和单跳链路以邻接矩阵的形式融合得到网络拓扑结构图。本发明只需要统计MAC帧的时序信息并对帧类型进行分类，不需要解析帧的具体内容，其识别效果好，识别速度快，适用于多数采用控制帧争用信道的竞争类MAC层协议，应用范围广。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种Ad Hoc网络的拓扑发现方法。

背景技术

网络拓扑是网络形状，或者是网络在物理上的连通性。网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，即用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接。网络的拓扑结构有很多种，主要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。获取网络拓扑结构可有助于对网络的了解。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种Ad Hoc网络的拓扑发现方法可以快速获取Ad Hoc网络的拓扑结构图。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种Ad Hoc网络的拓扑发现方法，其包括以下步骤：

S1、获取Ad Hoc网络的信号；

S2、对各个信号进行能量检测，得到各信号的能量检测结果；

S3、根据能量检测结果与判决门限恢复节点时序图，并将帧长度大于长度门限的帧作为数据帧，将帧长度小于长度门限的帧作为控制帧；

S4、检索各个节点的时序图，根据控制帧和数据帧之间的距离获取中继转发数据帧，并匹配剩余节点的时序图得到多跳链路；

S5、检索各个节点的时序图，根据控制帧和数据帧之间的距离获取单跳源数据帧，并匹配剩余节点的时序图得到单跳链路；

S6、将多跳链路和单跳链路以邻接矩阵的形式融合得到网络拓扑结构图。

进一步地，步骤S2的具体方法为：

根据滑动时间窗截取信号，并根据公式

进行能量检测，得到能量检测结果其中N为窗函数的滑动步长；f_s为采样率；n为离散的采样序列下标；s_i(n)为第i根定向天线的接收信号。

进一步地，步骤S4的具体方法包括以下子步骤：

S4-1、获取各个节点时序图中数据帧，在时序图上获取数据帧与距其最近的控制帧之间的距离D，将距离D大于等于数据帧长度所对应的数据帧作为中继转发数据帧；

S4-2、将数据帧的起始点作为时间窗的终点，将时间窗向前匹配节点的时序图；其中时间窗的大小为L_data+2max_delay；L_data为数据帧的长度，max_delay为网络最大时延；

S4-3、判断是否只有一个网络节点在当前时间窗内存在数据分组，若是则将该节点作为上一跳节点并在其所在时序图上以该数据分组为起点向前搜索控制帧，进入步骤S4-5；否则进入步骤S4-4；

S4-4、以每个数据分组为起始点分别向前搜寻控制帧，将控制帧与数据帧之间距离为D-L_data+d的节点作为上一跳节点；其中d为距离调整参数；