[发明专利]一种基于反射特性的低能耗自由空间光网络修复方法

权利要求书

1.一种基于反射特性的低能耗自由空间光网络修复方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，在自由空间光网络工作时，根据现有Heartbeat机制监测节点亚死亡状态，获取节点信息；

步骤二，当亚死亡节点彻底死亡后，根据获取的节点信息确定节点的类型，将节点区分为中继型节点和非中继型节点；

步骤三，确定死亡节点所在网格点及周边网格点覆盖状态，

将监测区域划分成规则的网格，首先根据Neyman-Pearson判决准则，建立Neyman-Pearson模型,计算死亡节点所在网格点及周边每个网格点的联合探测概率，再为网格点探测概率设定阈值，根据该概率与阈值的比较关系将网格点覆盖状态分为有效覆盖、可能覆盖及覆盖空洞；

步骤四，根据死亡节点类型及周边网格点覆盖状态，寻找最佳位置分别对死亡节点进行修复；

对于非中继型的死亡节点，修复过程为：

S1、根据步骤三得到的死亡节点所在网格点及周围网格点的覆盖状态，分别选取因节点死亡产生的n个空洞网格点的横向坐标、纵向坐标的最大、最小四个边缘网格点的坐标集，并将这四个网格点按顺时针方向排序；

S2、将四个网格点连接形成四边形，并做出四边形的内切圆；

S3、求得内切圆圆心，所得内切圆圆心即为修复的最佳位置；

S4、将普通节点放置在最佳位置上进行光网络修复；

对于中继型的死亡节点，修复过程为：

P1、根据步骤三得到的死亡节点所在网格点及周围网格点的覆盖状态，按不同权重比例，相加计算得到修复前覆盖空洞和可能覆盖的面积之和及修复后覆盖空洞和可能覆盖的面积之和，将二者相比得到覆盖比值；

P2、通过自由空间光能量模型，考虑引入镜子修复后，镜子节点的能量模型；

P3、选择最大概率可以通过死亡节点位置反射的节点对；

P4、通过覆盖比值和引入镜子修复后的镜子节点的能量模型建立覆盖能量综合评价模型；

P5、在反射成立和通过镜子节点恢复通信节点的通信区域的约束下，通过综合评价模型找到带镜子节点的最佳修复位置；

P6、将带镜子修复节点放置在最佳位置，修复通过带镜子修复节点通信的一对节点对的通信；

P7、其他通过死亡中继节点转发消息的节点选择离它最近的可通信正常节点恢复通信。

2.根据权利要求1所述的基于反射特性的低能耗自由空间光网络修复方法，其特征在于，步骤一中所述节点信息包括节点位置、节点通信方式及需要通过该节点通信的节点对的位置信息，所述节点对由源节点和目的节点组成。

3.根据权利要求1所述的基于反射特性的低能耗自由空间光网络修复方法，其特征在于，步骤二中所述中继型节点 在通信中承担转发任务，所述非中继型节点在通信中不承担转发任务。

4.根据权利要求1所述的基于反射特性的低能耗自由空间光网络修复方法，其特征在于，P3步骤中选取节点对的过程为，根据死亡节点信息需要通过镜子节点恢复通信的节点对可能存在多对，不同节点对和死亡节点构成不同的三边形，选择最接近等边三角形的节点对，做为最大概率可以通过死亡节点位置反射的节点对。

5.根据权利要求1所述的基于反射特性的低能耗自由空间光网络修复方法，其特征在于，P7步骤中其他通过死亡中继节点转发消息的节点选择离它最近的可通信正常节点恢复通信的具体步骤为：

P61、需恢复通信节点发送消息，其中包含它的位置信息；

P62、通信范围内的其它节点接收到消息，根据需恢复通信节点的位置信息，发送回自己的位置信息至需恢复通信节点；

P63、需恢复通信节点通过对接收到的信息进行判别，选择距离最小的节点完成恢复通信。