[发明专利]一种基于素数集合的低占空比传感网邻居发现方法

摘要

本发明公开了一种基于素数集合的低占空比传感网邻居发现方法。首先，按照不同占空比的需求，为传感网中的各个节点配置一个素数集合P和相应的工作周期次数集合C。集合P和C有一一对应关系。然后，节点将选择集合P中的素数作为自己的工作周期，并工作确定次数个工作周期。即，节点从素数集合P中选取一个素数p_i，并以该素数p_i作为自己的工作周期并工作c_i个工作周期；在c_i个工作周期之后，传感器节点将再次从P中挑选一个素数作为自己的工作周期并工作相应个工作周期，如此重复。本方法传感器节点每次只挑选单个素数作为自己的当前工作周期，大大降低了邻居发现的能耗和邻居发现的平均发现延迟，有效提高了网络通信质量。

主权项

1.一种基于素数集合的低占空比传感网邻居发现方法，其特征在于：在无线传感网中，按照不同占空比的需求，首先为每个节点配置一个素数集合P和相应的工作周期次数集合C；素数集合P和工作周期次数集合C有确定的一一对应关系；然后，节点将选择该素数集合P中的素数作为自己的工作周期，并工作确定次数个工作周期；节点以该工作周期工作的次数由集合C中与节点所选中的素数相对应的工作周期次数决定；即，传感器节点从素数集合P中选取一个素数pi，并以该素数pi作为自己的工作周期并工作ci个工作周期，即节点以该素数工作cipi个时隙；在ci个工作周期之后，传感器节点将再次从P中挑选一个素数作为自己的工作周期并工作相应个工作周期，如此重复；所述为传感网中的各个节点配置一个素数集合P，其P满足表达式：P＝{p1,p2,p3,...,pk},k≥2,k∈N+，式中，N+为自然数；所述得到与素数集合P对应的工作周期次数集合C为：C＝{c1,c2,c3,...,ck},k≥2,k∈N+，式中，N+为自然数；工作周期次数集合C中的元素与素数集合P中的元素一一对应；素数集合P中的元素和工作周期次数集合C中的元素满足以下约束条件：式中，d为场景中节点所需求的占空比，为根据素数集合P和工作周期次数集合C计算所得的节点工作占空比，c_i是工作周期次数集合C中与素数集合P中的素数p_i相对应的工作周期次数，ε为场景可以接受的需求占空比的最大相对误差；具体步骤是：第一步、针对不同的占空比，配置其所对应的素数集合P和相应的工作周期次数集合C，素数集合P中的每一个素数p都将可能被挑选为节点的工作周期，在工作周期次数集合C中与p对应的工作周期次数c则表示节点将以该工作周期工作c个工作周期，即节点以p为工作周期工作的时隙总数为cp；第二步、每个传感器节点根据自己的占空比需求，确定一个素数集合和相应的工作周期次数集合作为设置自己的苏醒和睡眠时隙的依据；配置方法是：首先选择与设定的需求占空比的倒数最接近的素数作为集合中的一个素数，然后沿素数增大和减小方向依次不断将新的素数加入集合，直到素数集合中的素数个数等于约定值k为止；第三步、节点从所配置的素数集合P中挑选一个素数pi作为自己的当前工作周期，并连续工作ci个工作周期，其中ci是工作周期次数集合C中与pi对应的一个整数值；节点固定选择该工作周期的其中一个时隙苏醒，其余时隙睡眠，并连续工作ci个工作周期；第四步、当传感器节点以pi为工作周期，工作满ci个工作周期以后，节点将再次从所配置的素数集合P中选择一个素数pj作为自己的下一个工作周期，并连续工作cj个工作周期，其中cj是工作周期次数集合C中与pj对应的一个整数值；节点固定选择该工作周期的其中一个时隙苏醒，其余时隙睡眠，并连续工作cj个工作周期；第五步、对于移动无线传感网节点，按照上述第三步、第四步过程循环反复进行；对于静态无线传感网，当节点工作时间达到所设定的时间界限后，邻居发现过程终止。