[發(fā)明專利]一種基于梯度的能量有效非均勻分簇?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410345538.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN104080144A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉福生;何靜;吳大鵬;劉喬壽;王汝言;熊余;楊博然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/02
• 分類號(hào): H04W40/02;H04W40/32;H04W52/02
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種基于梯度的能量有效非均勻分簇?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)各自的梯度值計(jì)算簇半徑，根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余能量以及簇頭與非簇頭節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置選取簇頭；基于節(jié)點(diǎn)剩余能量、非簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)目、節(jié)點(diǎn)間相對(duì)位置的低梯度關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)選取下一跳中繼節(jié)點(diǎn)；非簇頭節(jié)點(diǎn)周期性傳播數(shù)據(jù)給簇頭節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)將其聚合成一個(gè)單一的固定長度的數(shù)據(jù)包，根據(jù)成本代價(jià)函數(shù)在下一跳節(jié)點(diǎn)集合中選擇成本代價(jià)函數(shù)最小的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)的梯度值的確定具體包括：將匯聚節(jié)點(diǎn)的梯度值MH_sink設(shè)置為0，其它節(jié)點(diǎn)的梯度值MH_i設(shè)置為無窮大；匯聚節(jié)點(diǎn)廣播含有一個(gè)值為0的跳數(shù)計(jì)數(shù)器HC的初始化消息，其它節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收消息強(qiáng)度最大的初始化消息將其梯度值設(shè)置為該消息HC的值加1，更新能量信息，并將消息HC的值用該節(jié)點(diǎn)新的梯度值替代，重傳該初始化消息給所有的鄰居節(jié)點(diǎn)，直到所有節(jié)點(diǎn)至少一次根據(jù)收到的初始化消息設(shè)置它們新的梯度值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，節(jié)點(diǎn)根據(jù)各自的梯度值計(jì)算簇半徑具體包括：根據(jù)公式計(jì)算第i環(huán)簇的半徑r_i，其中，k為網(wǎng)絡(luò)中簇的環(huán)數(shù)，r_K為第K環(huán)簇半徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)趇環(huán)和第i-1環(huán)簇頭的能量均衡消耗時(shí)，滿足條件：其中，第i環(huán)簇頭平均每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總通信量為L_i，第i環(huán)簇頭的平均每秒傳輸距離為d_i，ε為功率放大參數(shù)，E_elec表示發(fā)射電路損耗的能量，ω為2或4。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定簇頭節(jié)點(diǎn)具體包括：從網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)選取節(jié)點(diǎn)作為暫定簇頭，相鄰暫定簇頭中競(jìng)爭(zhēng)能力值最大的暫定簇頭成為簇頭節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建簇頭節(jié)點(diǎn)集合，非簇頭節(jié)點(diǎn)從簇頭節(jié)點(diǎn)集合中選擇競(jìng)爭(zhēng)能力值最大的簇頭與之關(guān)聯(lián)，根據(jù)公式計(jì)算暫定簇頭節(jié)點(diǎn)m的競(jìng)爭(zhēng)能力值其中，E_m.re表示節(jié)點(diǎn)m的剩余能量，表示節(jié)點(diǎn)m到所在圓環(huán)中心線的距離，ε為功率放大參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)公式：cost(m,n)=αEmin(sm)E(sn)+βNnonCH(sn)Nmax(sn)+γdSn-sink2+dSm-Sn2dSm-sink2]]>計(jì)算成本代價(jià)函數(shù)，其中，E_min(s_m)表示簇頭S_m下一跳節(jié)點(diǎn)集合具有的最小剩余能量，E(s_n)表示簇頭S_n的剩余能量，N_nonCH(s_n)表示簇頭S_n的簇成員節(jié)點(diǎn)數(shù)，N_max(s_m)表示簇頭S_m的下一跳節(jié)點(diǎn)集合具有的最大簇成員節(jié)點(diǎn)數(shù)，表示簇頭S_m到簇頭S_n的距離，表示簇頭S_m到匯聚節(jié)點(diǎn)距離，表示簇頭Sn到匯聚節(jié)點(diǎn)距離，α、β、γ為正加權(quán)系數(shù)，且滿足α+β+γ＝1。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在確定成本代價(jià)函數(shù)過程中，選擇剩余能量較大的簇頭作為中繼節(jié)點(diǎn)。