[發明專利]應用于無線傳感器網絡的分簇控制方法

無效

• 申請號: 201310006324.1
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103024857A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉三陽;劉逵;焦紅偉;馮海林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/24
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種應用于無線傳感器網絡的分簇控制方法，包括如下步驟：

(1)在S×S的平面范圍內，隨機拋撒n個傳感器節點，構建隨機無線傳感器網絡，各節點將各自的ID號、位置、剩余能量信息封裝為數據報文向周圍的鄰居節點進行廣播，廣播過程結束時，各節點均形成并維護一張鄰居列表，鄰居列表中存貯節點本身及其鄰居節點的剩余能量、ID號和位置信息；

(2)在生成的無線傳感器網絡中，將各節點看成一個獨立的簇，基站利用網絡的Laplace矩陣求出該無線傳感器網絡非平凡特征向量的均值向量d^*=(d_i)_n×1，取d^*中各簇對應的元素為該簇的坐標，并構建網絡的簇間距矩陣D=[D_ij]_n×n，其中：

Dij=|di-dj|i≠j+∞i=j]]>

式中，D_ij表示簇i與簇j之間的距離，d_i是簇i在均值向量d^*中對應的元素，d_j是簇j在均值向量d^*中對應的元素，i和j均為簇的標號；

(3)在衡量網絡劃分質量標準的模塊度基礎上，構建初始的模塊度增量矩陣ΔQ=[ΔQ_ij]_n×n，其中：

式中，ΔQ_ij表示網絡合并簇i和簇j后帶來的模塊度增量，m為網絡中的總邊數，中間變量a_i表示網絡中與簇i相連的邊占網絡總邊數的比例，即k_ii表示網絡中與簇i相連的邊數，中間變量a_j表示網絡中與簇j相連的邊占網絡總邊數的比例，即k_jj表示網絡中與簇j相連的邊數；

(4)賦值變量N=1；

(5)提取簇間距矩陣D中的第N小元素D_ij的下標i和j，i和j分別表示兩個不同簇的標號；

(6)提取模塊度增量矩陣ΔQ中簇i對應的那一行與簇j對應的那一列交叉處的元素ΔQ_ij，如果ΔQ_ij<0，則令N=N+1，并返回到步驟(5)；如果ΔQ_ij>0，則合并簇i和簇j，然后分別更新模塊度增量矩陣ΔQ、簇間距矩陣D、中間變量a_i和a_j；

(7)判斷更新后的模塊度增量矩陣ΔQ中各元素是否均非正，如果里面含有正元素，則返回步驟(4)；如果均非正，則得到與實際網絡最為匹配的簇，然后在得到的簇里面按簇頭選擇函數選擇簇頭節點。