[發明專利]一種基于主動門限設置的自適應分簇方法

有效

• 申請號: 201610325841.9
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105898821B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 余建國;丁雅博;趙倫;陳雷;汪鈥柱;王鵬培
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W40/32
• 分類號: H04W40/32;H04L12/721;H04L12/725;H04W84/18
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種基于主動門限設置的自適應分簇方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、將無線網絡中的每個終端作為一個節點，對每個節點尋找鄰居節點，并按歐式距離從小到大排列；

步驟二、每個節點通過加權法計算自身權值，并將自身權值發送給鄰居節點；

步驟三、每個節點判斷自身權值是否大于所有鄰居節點的權值，如果是，進入步驟五，否則進入步驟四；

步驟四、針對某個節點i，根據鄰居節點發送的“簇頭存在”消息或“已分簇”消息分別對節點i進行標記；

步驟五、針對節點i，設定并根據鄰居節點的數量門限，發送“簇頭存在”消息或“已分簇”消息，同時對節點i進行標記；具體為：

步驟501、各個節點自適應生成三個門限：最小規模門限minn、最佳規模門限pren和最大規模門限maxn；

步驟502、判斷節點i的鄰居數量n是否超出minn或者超出maxn，如果超出minn進入步驟503，否則超出maxn進入步驟504；

步驟503、判斷節點i的鄰居數量n是否小于minn，如果是，向鄰居節點發送“已分簇”消息，并將節點i標為成員節點；否則將節點i標為簇頭節點；

步驟504判斷節點i的鄰居數量n是否大于maxn，如果是，根據最佳規模門限pren數量，向歐式距離最近的pren個鄰居節點發送“簇頭存在”消息，向其余節點發送“已分簇”消息，將節點i標為簇頭節點；否則，向所有鄰居節點發送“簇頭存在”消息，將節點i標為簇頭節點；

步驟六、判斷標記后的節點i是否為簇頭節點，如果是進入步驟七，否則為成員節點進入步驟八；

步驟七、執行簇頭節點的入簇階段；

步驟八、執行成員節點的入簇階段。

2.如權利要求1所述的一種基于主動門限設置的自適應分簇方法，其特征在于，所述的步驟四具體為：

步驟401、針對節點i，判斷是否有鄰居節點發送“簇頭存在”消息，如果是，進入步驟402；否則，進入步驟403；

步驟402、節點i向所有鄰居節點發送“已分簇”消息，并將節點i標為成員節點；進入步驟六；

步驟403、判斷是否權值大于自身的全部鄰居節點均發送“已分簇“消息，如果是，進入步驟五，否則，返回步驟401。

3.如權利要求1所述的一種基于主動門限設置的自適應分簇方法，其特征在于，所述的步驟七具體為：

步驟701、設置簇頭節點i的狀態s_i為0，已入簇的鄰居節點數量n_i為0，統計鄰居節點中未入簇的成員節點，數量為d_i；

步驟702、判斷節點i未入簇成員節點數量d_i是否為0或簇頭狀態s_i是否為3，如果是，簇頭節點i的入簇階段結束；否則進入步驟703；

步驟703、判斷節點i已入簇節點數量n_i是否大于等于當前簇頭狀態s_i所對應的門限數量；如果是，則當前簇頭狀態s_i加1，并向所有鄰居節點發送包含當前簇頭狀態信息的“狀態改變”消息；返回步驟702；否則，進入步驟704；

步驟704、判斷是否收到簇頭節點i的鄰居節點j發送的“已入簇”消息，如果是，則未入簇成員節點個數d_i減1，返回步驟702，否則進入步驟705；

步驟705、判斷是否收到簇頭節點i的鄰居節點j發送的“請求入簇”消息，如果是，則已入簇的鄰居節點數量n_i加1，并向鄰居節點j發送“允許入簇”消息，返回步驟702；否則返回步驟704。

4.如權利要求3所述的一種基于主動門限設置的自適應分簇方法，其特征在于，所述的簇頭狀態s_i 的值分別為0，1，2和3；簇頭狀態0對應的門限數量為小于最小規模門限minn值；簇頭狀態1對應的門限數量為大于等于最小規模門限minn值到小于最佳規模門限pren值；簇頭狀態2對應的門限數量為大于等于最佳規模門限pren值到小于最大規模門限maxn值；簇頭狀態3對應的門限數量為大于等于最大規模門限maxn值。

5.如權利要求1所述的一種基于主動門限設置的自適應分簇方法，其特征在于，所述的步驟八具體為：

步驟801、針對成員節點i，統計簇頭狀態s_i 不為3的簇頭節點數量為D_i；

步驟802、針對節點i，判斷簇頭節點數量D_i是否等于0，如果是，則將節點i標記為“懸空節點”，節點i完成入簇階段；否則進入步驟803；

步驟803、針對某個節點i，根據收到的“狀態改變”消息更新鄰居節點的狀態表，從中找出鄰居節點中簇頭狀態最小的“簇頭節點”中歐式距離最近的節點j，向節點j發送“請求入簇”消息；

步驟804、針對某個節點i，判斷是否收到節點j返回的“允許入簇”消息，如果是，向所有其它鄰居發送“已入簇”消息，節點i完成入簇階段；否則進入步驟805；

步驟805、針對某個節點i，判斷是否收到節點j返回的“狀態改變”消息，如果是，進入步驟806，否則回到步驟804；

步驟806、針對某個節點i，判斷是否收到鄰居節點發送的簇頭狀態更新為3的“狀態改變”消息，如果是，簇頭狀態不為3的“簇頭節點”個數D_i減1，返回步驟802，否直接回到步驟802。