Ad Hoc网络中远距离节点的通信方法

摘要

本发明公开了使用方向性天线的Ad Hoc网络中远距离节点通信的实现方法，Ad Hoc网络使用方向性天线可以提高网络的安全，容量和能量效率，在Ad Hoc网络中使用方向性传输和接收来实现两跳节点远距离直接通信的方法，两跳节点在中间节点的帮助下相互完成方向定位。与别的远距离通信方法相比，本发明不需要由GPS和其它方法提供的如节点位置或同步信息等附加信息，而只需要利用多跳节点间的几何关系，通过计算便可完成两跳节点之间的方向定位。仿真证明本发明在负载较重的情况下提高了Ad Hoc网络性能。

主权项

1、使用方向性天线的Ad Hoc网络中远距离节点通信的实现方法，其特征在于：首先，在使用方向性天线的Ad Hoc网络中，当有分组到达节点A，且从路由信息中可以得到接下来两跳的转发节点分别为节点B和节点C时，根据MAC协议，节点A首先向下一跳节点B发送请求发送分组RTS，分组中携带节点B的下一跳节点的信息，也就是节点C的ID号，如果节点B此时接近阻塞，便可以选择不接受此分组，而发起节点A与节点C的远距离节点通信；其次，节点B根据自己掌握的到达角AOA(Angle of Arrival)信息来发起远距离节点通信：a、无功控信息时，设节点B的AOA寄存器中对应于节点A和节点C的AOA分别为θ₁，0≤θ₁＜360°和θ₂，0≤θ₂＜360°，则可根据和θ_A＝θ_C＝90°-(∠ABC/2)来获得节点A和节点C所需的AOA定位值θ_A和θ_C；b、有功控信息时，在忽略小尺度衰落的条件下，节点B可通过与节点C交互小的探测分组，获得两节点之间信道的衰落情况，再根据$\frac{P_R}{P_T}=\frac{G_T{G}_R}{{\mathrm{Kr}}^{\alpha }}$来计算AB与BC之间距离之比，最后利用几何关系$\frac{\sin {\theta }_A}{\sin {\theta }_C}=\frac{\mathrm{BC}}{\mathrm{AB}}=R$来获得节点A和节点C之间远距离通信所需要的AOA定位值θ_A和θ_C；再次，节点B将上面获得的AOA定位信息θ_A和θ_C分别利用TRBF控制分组发给节点A和节点C；接着，无论有无功控信息，节点A和节点C利用节点B发送的AOA定位值θ_A和θ_C来完成远距离通信：具体是节点A将自己存储的节点B的AOA信息加上或减去θ_A来获得与节点C远距离通信所需的波束成形方向，反之，节点C也用θ_C以同样的过程来得到波束成形方向；最后，按照MAC协议，节点A向节点C发送DATA，节点C接受正确则向节点A回送ACK，远距离通信过程结束。