【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及基于鄰居波束對(duì)準(zhǔn)與跟蹤的移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)定向時(shí)分接入?yún)f(xié)議。
技術(shù)介紹
由于具有組網(wǎng)快速、靈活、可靠性高、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)在民用和軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)吞吐量是評(píng)估移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)性能，甚至評(píng)價(jià)其存在價(jià)值的重要指標(biāo)之一。隨著無線自組織組網(wǎng)技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能，為網(wǎng)絡(luò)中的用戶提供更好的服務(wù)成為了移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。傳統(tǒng)移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)在媒質(zhì)接入訪問控制(MediumAccessControl，MAC)協(xié)議的控制下，共享無線信道資源，通過全向天線完成數(shù)據(jù)傳輸。全向通信條件下，節(jié)點(diǎn)間信號(hào)干擾大，空間利用率低，成為制約網(wǎng)絡(luò)吞吐量提高的主要因素之一。近年來，隨著定向天線技術(shù)研究的深入以及定向天線在成本和規(guī)格上的降低，定向天線在移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用成為可能。與全向天線相比，定向天線只在特定方向上發(fā)射信號(hào)，信號(hào)發(fā)射功率集中，在增大信號(hào)傳輸距離的同時(shí)降低了信號(hào)間的干擾，極大地提高了空間復(fù)用度和信道帶寬利用率，使得網(wǎng)絡(luò)容量顯著增加。節(jié)點(diǎn)采用定向天線傳輸可以有效提高網(wǎng)絡(luò)空分復(fù)用度，但同時(shí)也帶來“聾”和“定向隱終端”等新問題，如何設(shè)計(jì)既能發(fā)揮定向組網(wǎng)優(yōu)勢又能減小“聾”和“定向隱終端”等問題的定向MAC協(xié)議是影響網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能的關(guān)鍵。現(xiàn)有的定向MAC協(xié)議包括隨機(jī)定向接入和同步定向接入兩種類型。隨機(jī)定向接入?yún)f(xié)
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于鄰居波束對(duì)準(zhǔn)與跟蹤的移動(dòng)ad?hoc網(wǎng)絡(luò)定向時(shí)分接入?yún)f(xié)議，所采用的步驟是：步驟1：定義網(wǎng)絡(luò)時(shí)幀結(jié)構(gòu)，將全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間軸同步劃分為一系列連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)幀，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)幀由時(shí)間上連續(xù)的鄰居發(fā)現(xiàn)、鄰居跟蹤、數(shù)據(jù)預(yù)約和數(shù)據(jù)傳輸四個(gè)階段組成，鄰居發(fā)現(xiàn)、鄰居跟蹤和數(shù)據(jù)預(yù)約階段分別包含一系列子時(shí)隙，數(shù)據(jù)預(yù)約階段的子時(shí)隙數(shù)和鄰居跟蹤階段子時(shí)隙數(shù)相同，數(shù)據(jù)傳輸階段子時(shí)隙的劃分由節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需求情況確定；同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)鄰居發(fā)現(xiàn)、鄰居跟蹤和數(shù)據(jù)時(shí)隙預(yù)約，每個(gè)鄰居發(fā)現(xiàn)子時(shí)隙被進(jìn)一步劃分為波束對(duì)準(zhǔn)請(qǐng)求、波束對(duì)準(zhǔn)應(yīng)答和波束對(duì)準(zhǔn)確認(rèn)三個(gè)子階段，每個(gè)鄰居跟蹤子時(shí)隙被進(jìn)一步劃分為跟蹤請(qǐng)求和跟蹤應(yīng)答兩個(gè)子階段，每個(gè)數(shù)據(jù)預(yù)約子時(shí)隙被進(jìn)一步劃分為數(shù)據(jù)預(yù)約請(qǐng)求和數(shù)據(jù)預(yù)約應(yīng)答兩個(gè)子階段；步驟2：鄰居發(fā)現(xiàn)階段，節(jié)點(diǎn)通過基于隨機(jī)波束切換與三次握手策略的鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制實(shí)現(xiàn)波束對(duì)準(zhǔn)，完成鄰居發(fā)現(xiàn)，并預(yù)約后續(xù)鄰居跟蹤子時(shí)隙；步驟3：鄰居跟蹤階段，節(jié)點(diǎn)通過控制幀交互對(duì)已發(fā)現(xiàn)的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，并發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸需求；步驟4：構(gòu)建節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型，分析得出節(jié)點(diǎn)間鏈路斷開時(shí)間的分布函數(shù)，并根據(jù)鏈路斷開時(shí)間的分布函數(shù)設(shè)置合理的數(shù)據(jù)傳輸階段的時(shí)間長度；...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于鄰居波束對(duì)準(zhǔn)與跟蹤的移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)定向時(shí)分接入?yún)f(xié)議，所
采用的步驟是：
步驟1：定義網(wǎng)絡(luò)時(shí)幀結(jié)構(gòu)，將全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間軸同步劃分為一系列連續(xù)的網(wǎng)
絡(luò)時(shí)幀，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)幀由時(shí)間上連續(xù)的鄰居發(fā)現(xiàn)、鄰居跟蹤、數(shù)據(jù)預(yù)約和數(shù)據(jù)
傳輸四個(gè)階段組成，鄰居發(fā)現(xiàn)、鄰居跟蹤和數(shù)據(jù)預(yù)約階段分別包含一系列子時(shí)
隙，數(shù)據(jù)預(yù)約階段的子時(shí)隙數(shù)和鄰居跟蹤階段子時(shí)隙數(shù)相同，數(shù)據(jù)傳輸階段子
時(shí)隙的劃分由節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需求情況確定；同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)鄰居發(fā)現(xiàn)、鄰
居跟蹤和數(shù)據(jù)時(shí)隙預(yù)約，每個(gè)鄰居發(fā)現(xiàn)子時(shí)隙被進(jìn)一步劃分為波束對(duì)準(zhǔn)請(qǐng)求、
波束對(duì)準(zhǔn)應(yīng)答和波束對(duì)準(zhǔn)確認(rèn)三個(gè)子階段，每個(gè)鄰居跟蹤子時(shí)隙被進(jìn)一步劃分
為跟蹤請(qǐng)求和跟蹤應(yīng)答兩個(gè)子階段，每個(gè)數(shù)據(jù)預(yù)約子時(shí)隙被進(jìn)一步劃分為數(shù)據(jù)
預(yù)約請(qǐng)求和數(shù)據(jù)預(yù)約應(yīng)答兩個(gè)子階段；
步驟2：鄰居發(fā)現(xiàn)階段，節(jié)點(diǎn)通過基于隨機(jī)波束切換與三次握手策略的鄰居
發(fā)現(xiàn)機(jī)制實(shí)現(xiàn)波束對(duì)準(zhǔn)，完成鄰居發(fā)現(xiàn)，并預(yù)約后續(xù)鄰居跟蹤子時(shí)隙；
步驟3：鄰居跟蹤階段，節(jié)點(diǎn)通過控制幀交互對(duì)已發(fā)現(xiàn)的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，
并發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸需求；
步驟4：構(gòu)建節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型，分析得出節(jié)點(diǎn)間鏈路斷開時(shí)間的分布函數(shù)，并
根據(jù)鏈路斷開時(shí)間的分布函數(shù)設(shè)置合理的數(shù)據(jù)傳輸階段的時(shí)間長度；
步驟5：數(shù)據(jù)預(yù)約階段，節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需求完成數(shù)據(jù)傳輸階段時(shí)隙的動(dòng)
態(tài)劃分和分配；
步驟6：數(shù)據(jù)傳輸階段，發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)在選定的數(shù)據(jù)交互時(shí)間段內(nèi)完成定
向數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鄰居波束對(duì)準(zhǔn)與跟蹤的移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)
定向時(shí)分接入?yún)f(xié)議，其特征在于鄰居發(fā)現(xiàn)階段，節(jié)點(diǎn)通過基于隨機(jī)波束切換與
\t三次握手策略的鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制實(shí)現(xiàn)波束對(duì)準(zhǔn)，完成鄰居發(fā)現(xiàn)，并預(yù)約后續(xù)鄰居
跟蹤子時(shí)隙的具體方法為：
鄰居發(fā)現(xiàn)階段，每個(gè)子時(shí)隙開始時(shí)，節(jié)點(diǎn)隨機(jī)切換一個(gè)天線波束方向發(fā)送
和接收數(shù)據(jù)，在波束對(duì)準(zhǔn)請(qǐng)求子階段，節(jié)點(diǎn)在[0，CW-1]中隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)作
為退避計(jì)算器的值并開始退避，其中，CW為隨機(jī)退避競爭窗口值，退避結(jié)束后
廣播發(fā)送波束對(duì)準(zhǔn)請(qǐng)求幀TONE，若節(jié)點(diǎn)在退避過程中接收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的
TONE幀，則停止當(dāng)前退避過程，記錄發(fā)送TONE幀的節(jié)點(diǎn)的方位，并嘗試在
當(dāng)前時(shí)隙的波束對(duì)準(zhǔn)應(yīng)答子階段中應(yīng)答波束對(duì)準(zhǔn)應(yīng)答幀TONE-ACK，節(jié)點(diǎn)在應(yīng)
答TONE-ACK幀之前，同樣在在[0，CW-1]中隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)作為退避計(jì)算器
的值并開始退避，退避結(jié)束后發(fā)送TONE-ACK幀，節(jié)點(diǎn)若在波束對(duì)準(zhǔn)請(qǐng)求子階
段成功發(fā)送了TONE幀，則在當(dāng)前時(shí)隙的波束對(duì)準(zhǔn)應(yīng)答子階段等待接收其他節(jié)
點(diǎn)應(yīng)答的TONE-ACK幀，節(jié)點(diǎn)成功接收到TONE-ACK幀后，記錄發(fā)送
TONE-ACK幀的節(jié)點(diǎn)的方位，并在波束對(duì)準(zhǔn)確認(rèn)子階段向該節(jié)點(diǎn)應(yīng)答ACK幀，
告知該節(jié)點(diǎn)兩節(jié)點(diǎn)波束對(duì)準(zhǔn)成功，完成鄰居發(fā)現(xiàn)；
節(jié)點(diǎn)在鄰居發(fā)現(xiàn)過程中，同時(shí)完成后續(xù)跟蹤子時(shí)隙的預(yù)約，對(duì)于鄰居節(jié)點(diǎn)A、
B，在鄰居發(fā)現(xiàn)過程中，節(jié)點(diǎn)B在成功接收到節(jié)點(diǎn)A發(fā)送的TONE幀應(yīng)答
TONE-ACK幀時(shí)，將本節(jié)點(diǎn)鄰居跟蹤階段的空閑時(shí)隙表捎帶在TONE-ACK幀
中，節(jié)點(diǎn)A接收到節(jié)點(diǎn)B的TONE-ACK幀后，將節(jié)點(diǎn)B鄰居跟蹤階段的空閑
時(shí)隙表與本節(jié)點(diǎn)鄰居跟蹤階段的空閑時(shí)隙表進(jìn)行對(duì)比，在共同空閑的跟蹤子時(shí)
隙中隨機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙作為這對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的相互跟蹤時(shí)隙，節(jié)點(diǎn)A在向節(jié)點(diǎn)B
應(yīng)答ACK幀時(shí)將選定的跟蹤子時(shí)隙號(hào)告知接收節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)若在選定的跟蹤子
時(shí)隙內(nèi)因被其他節(jié)點(diǎn)干擾導(dǎo)致跟蹤?quán)従庸?jié)點(diǎn)失敗，則在新時(shí)幀的鄰居發(fā)現(xiàn)階段
重新發(fā)起鄰居發(fā)現(xiàn)過程，若在選定的跟蹤子時(shí)隙內(nèi)鄰居跟蹤成功，則在后續(xù)時(shí)
\t幀繼續(xù)使用選定的跟蹤子時(shí)隙完成鄰居跟蹤過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鄰居波束對(duì)準(zhǔn)與跟蹤的移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)
定向時(shí)分接入?yún)f(xié)議，其特征在于鄰居跟蹤階段，節(jié)點(diǎn)通過控制幀交互對(duì)已發(fā)現(xiàn)
的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，并發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸需求的具體方法為：
鄰居跟蹤階段，每個(gè)子時(shí)隙開始時(shí)，預(yù)約該跟蹤子時(shí)隙的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)將天線
波束指向?qū)Ψ剿诜轿唬瑸榱吮阌诿枋觯瑢?duì)于特定鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)，定義鄰居發(fā)現(xiàn)
過程中發(fā)送TONE幀的節(jié)點(diǎn)為主動(dòng)節(jié)點(diǎn)，應(yīng)答TONE-ACK幀的節(jié)點(diǎn)為從動(dòng)節(jié)點(diǎn)，
在跟蹤請(qǐng)求子階段，主動(dòng)節(jié)點(diǎn)向從動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送跟蹤請(qǐng)求幀P-RTS，從動(dòng)節(jié)點(diǎn)接
收到P-RTS幀后，首先根據(jù)接收信號(hào)到達(dá)角度DOA(DirectionOfArrival)將本
天線波束最大增益方向指向主動(dòng)節(jié)點(diǎn)并更新維護(hù)的鄰居節(jié)點(diǎn)方位信息，然后向
主動(dòng)節(jié)點(diǎn)回復(fù)跟蹤應(yīng)答幀P-CTS，主動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收到P-CTS幀后，同樣根據(jù)接收
信號(hào)到達(dá)角度DOA將天線波束最大增益方向指向從動(dòng)節(jié)點(diǎn)并更新維護(hù)的鄰居節(jié)
點(diǎn)方位信息，完成鄰居跟蹤，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)幀的后續(xù)階段，節(jié)點(diǎn)每收到一次鄰居節(jié)
點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)，即根據(jù)信號(hào)的到達(dá)角度DOA更新維護(hù)的相應(yīng)鄰居節(jié)點(diǎn)的方位信
息，
同時(shí)，在鄰居跟蹤過程中，本發(fā)明要求主動(dòng)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送P-RTS幀時(shí)，將自
身的數(shù)據(jù)傳輸需求告知從動(dòng)節(jié)點(diǎn)，從動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收到P-RTS幀后記錄主動(dòng)節(jié)點(diǎn)的
傳輸需求，鄰居跟蹤階段結(jié)束后，從動(dòng)節(jié)點(diǎn)即可獲知當(dāng)前時(shí)幀中有多少主動(dòng)節(jié)
點(diǎn)需要與本節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而指導(dǎo)數(shù)據(jù)傳輸階段時(shí)隙的劃分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鄰居波束對(duì)準(zhǔn)與跟蹤的移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)
定向時(shí)分接入?yún)f(xié)議，其特征在于構(gòu)建節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型，分析得出節(jié)點(diǎn)間鏈路斷開
時(shí)間的分布函數(shù)，并根據(jù)鏈路斷開時(shí)間的分布函數(shù)設(shè)置合理的數(shù)據(jù)傳輸階段的
時(shí)間長度的具體方法為：
本發(fā)明根據(jù)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)構(gòu)建節(jié)點(diǎn)二維平面運(yùn)動(dòng)模型，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模
型求解節(jié)點(diǎn)間相對(duì)速率的概率密度函數(shù)，同時(shí)結(jié)合節(jié)點(diǎn)間的距離以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)
速率的概率密度函數(shù)，得出波束對(duì)準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)間鏈路斷開時(shí)間的分布函數(shù)，以鏈
路斷開時(shí)間的分布函數(shù)為依據(jù)，設(shè)置合理的數(shù)據(jù)傳輸階段的時(shí)間長度；
(1)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型
在二維平面中，將定向自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)抽象為二維平面中的
加速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、減速運(yùn)動(dòng)和靜止五個(gè)狀態(tài)，分別用α、β、γ、ε、ζ
表示，五個(gè)狀態(tài)中相鄰兩個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)系為：靜止-＞加速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)-＞
勻速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)-＞轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)彎-＞勻速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)-＞減速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)
動(dòng)-＞靜止；
①加速運(yùn)動(dòng)階段(α階段)
本發(fā)明假定節(jié)點(diǎn)從靜止到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)節(jié)點(diǎn)加速后的速率為
vα∈U[vmin，vmax]，其中U表示均勻分布，vmin和vmax分別表示vα的最小和最大
取值，加速持續(xù)時(shí)隙數(shù)為nα∈U[nαmin，nαmax]，節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閯?br>加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度aα可表示為
a α = v α - v t 0 t α - t 0 = v α n α · Δ t - - - ( 1 ) ]]>其中，為初始速率，因節(jié)點(diǎn)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，故初始速率為0，t0為節(jié)
點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的時(shí)間，tα為節(jié)點(diǎn)加速到vα?xí)r對(duì)應(yīng)的時(shí)間，Δt為節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)周期中
的基本時(shí)隙單元；
節(jié)點(diǎn)在加速運(yùn)動(dòng)階段，任一時(shí)刻t的速率v可以表示為：
v = a α · t = v α · t n α · Δ t - - - ( 2 ) ]]>②勻速運(yùn)動(dòng)階段(β階段)
節(jié)點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到目標(biāo)速率vα后，保持速度不變，沿選定方向水平勻速運(yùn)
動(dòng)，該階段為勻速運(yùn)動(dòng)階段，勻速運(yùn)動(dòng)的速率vβ＝vα，方向與vα相同，持續(xù)時(shí)隙
數(shù)為nβ∈U[nβmin，nβmax]；
③轉(zhuǎn)彎階段(γ階段)
節(jié)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中，可能會(huì)因?yàn)槟承┰蚋淖冊(cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)節(jié)點(diǎn)
將進(jìn)入轉(zhuǎn)彎階段，本發(fā)明將節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)彎過程近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)彎前
隨機(jī)選定運(yùn)動(dòng)半徑和運(yùn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)彎階段節(jié)點(diǎn)的速率為vγ＝vβ，持續(xù)時(shí)隙數(shù)為
nγ∈U[nγmin，nγmax]；
節(jié)點(diǎn)在勻速運(yùn)動(dòng)后，可能進(jìn)入轉(zhuǎn)彎階段，也可能進(jìn)入減速階段，假定節(jié)點(diǎn)
進(jìn)入轉(zhuǎn)彎階段的概率為Pβ-γ，進(jìn)入減速階段的概率為Pβ-ε，由節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型可知
Pβ-γ+Pβ-ε＝1，設(shè)節(jié)點(diǎn)在做減速運(yùn)動(dòng)之前經(jīng)歷過M次轉(zhuǎn)彎過程，則節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷勻速運(yùn)
動(dòng)狀態(tài)的次數(shù)為M+1，因而，M的期望為
E [ M ] = Σ M = 0 ∞ M ( P β - γ ) M P β - ϵ = Σ M = 0 ∞ M ( P β - γ ) M ( 1 - P β - γ ) = P β - γ 1 - P β - γ - - - ( 3 ) ]]>④減速運(yùn)動(dòng)階段(ε階段)
本發(fā)明假定節(jié)點(diǎn)從運(yùn)動(dòng)到靜止?fàn)顟B(tài)做勻減速運(yùn)動(dòng)，減速前的速率為vε＝vβ，
運(yùn)動(dòng)方向角為勻減速運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)隙數(shù)nε∈U[nεmin，nεmax]，勻減速運(yùn)動(dòng)最
終速率降為0，因而加速度可以表示為
a ϵ = 0 - v ϵ n ϵ · Δ t = - v ϵ n ϵ · Δ t - - - ( 4 ) ]]>節(jié)點(diǎn)在加速運(yùn)動(dòng)階段，任一時(shí)刻t的速率v可以表示為：
v = v ϵ + a ϵ · t = v ϵ - v ϵ · t n ϵ · Δ t - - - ( 5 ) ]]>⑤靜止階段(ζ階段)
節(jié)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)的持續(xù)時(shí)隙數(shù)為nζ∈U[nζmin，nζmax]，然后開始下一次的運(yùn)
動(dòng)；
(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)模型分析得到鏈路斷開時(shí)間分布函數(shù)
根據(jù)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型，首先計(jì)算出節(jié)點(diǎn)在各階段運(yùn)動(dòng)速率的概率密度函數(shù)，
然后計(jì)算出節(jié)點(diǎn)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率的概率密度函數(shù)，最后根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的位置關(guān)系
分析出鏈路斷開時(shí)間的分布函數(shù)；
①各階段速率的概率密度函數(shù)
a、加速運(yùn)動(dòng)階段概率密度函數(shù)
加速運(yùn)動(dòng)階段，節(jié)點(diǎn)速率v從0開始加速到指定目標(biāo)速率vα，由于vα≥vmin，
因而在加速運(yùn)動(dòng)階段節(jié)點(diǎn)速率v在[0，vmin]范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為1，且具有相同的
概率密度，用常數(shù)k表示，由于vα在[vmin，vmax]之間均勻取值，則vα在[vmin，vmin+Δv]
范圍內(nèi)取值的概率為Δv/(vmax-vmin)，相應(yīng)的在[vmin+Δv，vmax]范圍內(nèi)取值的概率為
1-Δv/(vmax-vmin)，因而，在加速運(yùn)動(dòng)階段，節(jié)點(diǎn)速率v的概率密度函數(shù)為
f α ( v ) = k 0 ≤ v ≤ v m i n k ( 1 - v - v m i n v m a x - v m i n ) v m i n < v ≤ v m a x - - - ( 6 ) ]]>由概率密度函數(shù)的歸一性
∫ - ∞ + ∞ f α ( v ) d v = 1 - - - ( 7 ) ]]>可得
k = 2 ( v m a x + v m i n ) - - - ( 8 ) ]]>節(jié)點(diǎn)速率v的概率密度函數(shù)可進(jìn)一步表示為
f α ( v ) = 2 v max + v min 0 ≤ v ≤ v m i n 2 v max + v min ( 1 - v - v min v max - v min ) v m i n ≤ v ≤ v max - - - ( 9 ) ]]>b、減速運(yùn)動(dòng)階段概率密度函數(shù)
減速運(yùn)動(dòng)階段，節(jié)點(diǎn)初始速率vε同樣在[vmin，vmax]范圍內(nèi)均勻取值，節(jié)點(diǎn)速
率v由vε均勻減至0，該過程與節(jié)點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)階段剛好相反，節(jié)點(diǎn)速率v具有相
同的概率密度函數(shù)；
c、勻速運(yùn)動(dòng)階段概率密度函數(shù)
勻速運(yùn)動(dòng)階段，節(jié)點(diǎn)速率v保持恒定，在[vmin...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡圣所，雷磊，王夏楠，張雅靜，徐亞楠，徐海樓，黃太彬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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