无线网络邻居发现方法及装置与流程

技术特征：
1.一种无线网络邻居发现方法，其特征在于，包括：获取无线网络中节点的初始邻居发现结果；初始邻居发现结果包括节点的初始邻居节点和相应初始邻居节点的初始位置及初始运动参数；基于节点的初始邻居发现结果，通过卡尔曼滤波预测得到相应节点的相应初始邻居节点的滤波后位置及滤波后运动参数；通过判断所有节点的各初始邻居节点的滤波后位置是否在每个节点的一跳通信范围内，重新确定相应节点的邻居节点，并计算节点的重新确定的邻居节点对应的滤波后位置和相应邻居节点对应的实际位置之间的位置误差；在位置误差大于设定误差阈值和/或卡尔曼滤波预测过程的持续时间超过设定时间阈值的情况下，重新获取无线网络中节点的初始邻居发现结果；在位置误差不大于设定误差阈值且卡尔曼滤波预测过程的持续时间不超过设定时间阈值的情况下，基于节点的重新确定的邻居节点对应的滤波后位置及滤波后运动参数，通过卡尔曼滤波预测对相应节点进行邻居发现预测以得到相应节点的邻居节点的位置，从而依据相应节点的一跳通信范围得到相应节点的最终邻居节点。2.如权利要求1所述的无线网络邻居发现方法，其特征在于，所述设定时间阈值是无线网络中各节点的邻居节点移动出相应节点的一跳通信范围所需时间的均值。3.如权利要求1所述的无线网络邻居发现方法，其特征在于，获取无线网络中节点的初始邻居发现结果，包括：确定无线网络中节点对应的智能体单元；其中，在智能体单元中，动作对应于相应节点选择其定向天线的波束方向以在接收或发送数据包的天线模式下进行相应操作，动作概率对应于节点选择其定向天线的波束方向的概率；节点的智能体单元选择天线模式；其中，选择发送数据包的天线模式的概率和选择接收数据包的天线模式的概率之和等于一；在节点的智能体单元选择的天线模式为发送数据包的情况下，在二次握手交互机制中的第一个时隙，相应节点依据智能体单元中的动作概率选择其定向天线的波束方向以发送雷达通信波形一体化扫描信号；在二次握手交互机制中的第二个时隙，相应节点等待接收雷达通信波形一体化反馈信号，若接收到雷达通信波形一体化反馈信号，则记录相应的雷达探测邻居节点的数据和通信发现邻居节点的数据；在节点的智能体单元选择的天线模式为接收数据包的情况下，在二次握手交互机制中的第一个时隙，节点等待接收无线网络中其他节点发送的雷达通信波形一体化扫描信号，若接收到其他节点发送的雷达通信波形一体化扫描信号，则记录相应节点对应的雷达探测邻居节点的数据和通信发现邻居节点的数据；在二次握手交互机制中的第二个时隙，节点发送雷达通信波形一体化反馈信号至所述其他节点；根据雷达探测邻居节点的数据和通信发现邻居节点的数据的一致性调整相应节点的定向天线的相应波束方向上的概率，以训练节点的智能体单元；利用训练后的节点的智能体单元中的动作概率得到相应节点在其定向天线的波束方向上的最终概率，基于节点在其定向天线的波束方向上的最终概率，采用二次握手交互机制进行邻居发现，得到相应节点的初始邻居发现结果。4.如权利要求3所述的无线网络邻居发现方法，其特征在于，根据雷达探测邻居节点的
数据和通信发现邻居节点的数据的一致性调整相应节点的定向天线的相应波束方向上的概率，包括：在雷达探测距离与通信距离的比率小于1的情况下，若雷达探测邻居节点的数据包含发现邻居节点的信息且相应通信发现邻居节点的数据也包含发现相应邻居节点的信息，则按第一概率调整规则提高相应定向天线的相应波束方向上的概率；若雷达探测邻居节点的数据包含发现邻居节点的信息但相应通信发现邻居节点的数据也不包含发现相应邻居节点的信息，则按第二概率调整规则降低相应定向天线的相应波束方向上的概率。5.如权利要求3所述的无线网络邻居发现方法，其特征在于，每个节点对应的雷达探测邻居节点的数据和通信发现邻居节点的数据分别以一个矩阵表示，用于在记录相应数据；在每个节点对应的雷达探测邻居节点的数据矩阵和每个节点对应的通信发现邻居节点的数据矩阵中，一个维度为无线网络中的各个节点的标识，另一个维度为相应节点的定向天线的各个波束方向的标识。6.如权利要求4所述的无线网络邻居发现方法，其特征在于，所述第一概率调整规则对应的公式为：所述第一概率调整规则对应的公式为：其中，p
ik
(t 1)表示第i个节点的定向天线的第k个波束方向在第t 1个二次握手交互时隙的概率，p
ik
(t)表示第i个节点的定向天线的第k个波束方向在第t个二次握手交互时隙的概率，φ(
·
)表示非线性的奖赏参数，a
i
(t)表示第i个节点对应的智能体单元在第t 1个二次握手交互时隙作出的动作，a
i
表示节点i的可选择动作；a
i
(t)＝a
i
表示节点i在当前二次握手交互时隙t选择的动作与可选择动作相同，a
i
(t)≠a
i
表示节点i在当前二次握手交互时隙t选择的动作与可选择动作不同；μ表示自定义系数，k表示定向天线的波束方向的个数。7.如权利要求3所述的无线网络邻居发现方法，其特征在于，所述定向天线为相控阵雷达天线；不同节点的定向天线的发射功率及发射范围相同；节点的设定数量的定向天线覆盖相应节点360度探测范围。8.如权利要求1所述的无线网络邻居发现方法，其特征在于，还包括：基于通过卡尔曼滤波预测对相应节点进行邻居发现预测得到的相应节点的邻居节点的位置及运动参数，继续通过卡尔曼滤波预测对相应节点进行邻居发现预测以继续得到相应节点的邻居节点的位置；若继续得到的节点的邻居节点的位置与前次得到的相应节点的邻居节点的位置的位置误差不大于设定误差阈值范围且卡尔曼滤波预测过程的持续时间不超过设定时间阈值，则继续通过卡尔曼滤波预测对相应节点进行邻居发现预测以继续得到相应节点的邻居节点的位置；若继续得到的节点的邻居节点的位置与前次得到的相应节点的邻居节点的位置的位
置误差大于设定误差阈值范围内和/或卡尔曼滤波预测过程的持续时间超过设定时间阈值，则重新获取无线网络中节点的初始邻居发现结果。9.一种无线网络邻居发现装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种无线网络邻居发现方法及装置，其中，该方法包括：获取无线网络节点的初始邻居发现结果，据此通过卡尔曼滤波预测得到初始邻居节点的滤波后位置及滤波后运动参数；通过判断滤波后位置是否在每个节点的一跳通信范围内，重新确定相应节点的邻居节点，并计算滤波后位置和实际位置的位置误差；在位置误差大于设定误差阈值和/或持续时间超过设定时间阈值的情况下，重新获取无线网络中节点的初始邻居发现结果；在位置误差不大于设定误差阈值且卡尔曼滤波预测过程的持续时间不超过设定时间阈值的情况下，基于滤波后位置及滤波后运动参数进行邻居发现预测，从而得到最终邻居节点。通过上述方案能够提高邻居节点发现效率。率。率。


技术研发人员：冯志勇 尉志青 纪丹娜 宁帆 张奇勋 昌硕 黄赛 张轶凡
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2022/2/8