[發明專利]一種M2M網絡中面向異構連通服務的分布式拓撲控制方法

有效

• 申請號: 201210462407.7
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102970721A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李小龍;劉洋;司麗娟
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

1.一種M2M網絡中面向異構連通服務的分布式拓撲控制方法，其特征是，在一個M2M網絡中存在稱為超級節點和普通節點的兩種節點，該分布式方法為每一個超級節點構建和匯聚節點之間的k個不相交的路徑，為普通節點至少構建一條路徑，滿足不同節點和匯聚節點之間的異構連接需求。

2.根據權利要求1所述的分布式拓撲控制方法，其特征是，該方法基于樹形結構，包括構建樹和擴展樹，構建樹使所有的節點分布在該樹形結構中，匯聚節點作為該樹的根節點；擴展樹找到超級節點和匯聚節點之間的k個不相交的路徑。具體實現步驟如下：

(1)初始化，整個M2M網絡中的所有超級節點和普通節點均勻分布在長為lh,寬為dh(dh<lh)的二維笛卡爾坐標系中的一個區域中，匯聚節點t位于坐標位置為(0,dh/2)處；

（2）建立M2M網絡的系統模型，對整個M2M的所有節點以及節點之間的連接組成一個無向圖G=(V，E)，V代表所有節點的集合，E代表任何一對鄰居節點之間的的連接的集合；

（3）匯聚節點t將整個目標域等分成K個子域，節點t將選擇每個域中距離各域中心線距離最近的點作為第一層子樹的根節點；

（4）從第一層子樹根節點出發遍歷整個目標域，構建k個不相交的子樹；并且將未通過遍歷加入子樹中的所有的其他節點以最近原則與其未加入到子樹中的鄰居節點連接，形成一個新的樹狀拓撲結構圖G′＝(V,E′)，其中E′＝{e:e∈E(T)}，E(T)代表樹T的所有邊組成的集合；

（5）擴展樹，對任何一個超級節點wⁱ，其路由路徑為R_w，向左或向右橫向尋找位于子樹T_j上的鄰居節點v，如果有通過較短的路徑直接連通的鄰居節點，取使功率消耗值最小的節點作為節點wⁱ與其他子樹之間交叉路徑的交叉節點v，如果沒有，則對于即將加入路徑的節點v，則設一虛擬節點u_f，若子樹T_j位于子樹T_i的左邊，則將虛擬節點u_f放置于(x_w,0)處，否則放置于(x_w,wd)處，x_w,wd分別代表節點wⁱ的橫坐標和目標域的寬；通過函數Q(av,uf,ωu,v)=0.1*av,uf/180*π+0.9*ωu,v/(2*Pmax)]]>來找出使其取得最小值的節點v，然后將u和v之間的路徑加入到交叉路徑重復上述步驟繼續尋找直到找到位于子樹T_j上的交叉節點，即找到了整個交叉路徑在上述函數中，代表節點v和虛擬節點u_f之間的夾角的反正切值，ω_u，v代表連通u和v的功率增加值，P_max代表整個網絡中的功率消耗的最大值；

（6）將子樹j上的節點v的路由路徑R_v和交叉路徑合并，得到超級節點wⁱ除路由路徑R_w以外到匯聚節點的和R_w不相交的路徑；

（7）通過合并樹T的所有邊和所有超級節點和匯聚節點之間不相交的路徑，得到最終的整個網絡的拓撲集G″=(V,E″)，其中

E′′={e:e∈E′ore∈Uw=vN+1vN+MTKw},]]>N和M分別代表普通節點和超級節點的個數。