[發明專利]無線自組網中異構能量感知拓撲控制方法

有效

• 申請號: 201710455977.6
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107197425B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 韓冰青;陳一飛
• 申請（專利權）人: 韓冰青
• 主分類號: H04W4/00
• 分類號: H04W4/00;H04W40/10;H04W40/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 饒欣

本發明公開了無線自組網中異構能量感知拓撲控制方法，包括以下步驟：步驟1：輸入異構無線自組網絡G_h，該異構無線自組網絡G_h由節點集V_h組成；步驟2：執行異構局部鏈路構建算法，生成異構鏈路集E_h；步驟3：計算各個鏈路的能量權重，對鏈路進行剪枝；步驟4：對節點及其鄰居節點的能量進行評分，在節點與鄰居節點之間的各個鏈路中，刪除能量小于常數因子平均值的鏈路；步驟5：構建最終的無線自組網拓撲圖。本發明能提高節點的能量消耗和能量發送效率，能夠有效延長網絡節點的平均生存時間。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，特別是涉及無線自組網中異構能量感知拓撲控制方法。

背景技術

無線自組網是由一組無線節點構成的自組織、多跳無線網絡，它沒有中央集中式的基礎設施，被廣泛應用于民用和軍事領域。如：醫療行業、食品行業、農業等民用領域，以及戰場通信、搜救、災難控制等軍事領域。與有線網絡和蜂窩網絡不同，無線自組網不需要物理骨干設施，通常由靜態節點或者移動節點組成，每個節點包含一個全向天線，在其傳輸范圍內可以將消息廣播至其他節點。

雖然無線自組網可以應用于很多領域，然而，無線網絡節點受到能源、計算能力、存儲容量以及通信范圍等資源的約束，在這些約束中，能量消耗是至關重要的。無線自組網的節點主要由電池來提供能源，而電池的能量是有限的，最先耗盡能源的節點通常決定了整個無線自組網的生存時間。為了延長網絡的生存時間，需要通過拓撲控制的方法來優化無線網絡的結構。如何對無線自組網進行拓撲構建、拓撲控制以及拓撲維護，成為無線自組網設計的一個重要挑戰。

拓撲控制的主要目標是通過對網絡拓撲結構的調整、精簡與優化，達到節能并滿足網絡連通性、覆蓋性的目的。一些研究者對同構的Ad Hoc網絡拓撲控制進行了研究，在同構Ad Hoc網絡中，所有的節點通常具有相同的網絡屬性，如電池電量、傳輸半徑、運算能力等，一些文獻基于單位圓盤模型提出了同構的拓撲控制算法，如RNG算法、Gabriel圖算法、CBTC算法等被用于Ad Hoc網絡的拓撲控制中，從而構建虛擬骨干。然而，在無線自組網中往往存在著異構的網絡節點，同構的拓撲控制算法不能直接應用于異構Ad Hoc網絡中。在異構無線自組網中，存在著大量低成本的普通節點以及小部分能量充足的簇頭節點，每種類型的節點都有各自的電池能源、傳輸范圍和存儲容量，它們分散在一個地理區域并共存于異構Ad Hoc網絡中。傳統的拓撲控制方法沒有對異構節點進行優化，

不能有效地提高異構節點的能量效率，也達不到延長無線自組網生命周期的效果。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種對異構節點進行優化、有效提高異構節點的能量效率、能夠延長無線自組網生命周期的無線自組網中異構能量感知拓撲控制方法。

技術方案：本發明所述的無線自組網中異構能量感知拓撲控制方法，包括以下步驟：

步驟1：輸入異構無線自組網絡G_h，該異構無線自組網絡G_h由節點集V_h組成；

步驟2：執行異構局部鏈路構建算法，生成異構鏈路集E_h；

步驟3：計算各個鏈路的能量權重，對鏈路進行剪枝；

步驟4：對節點及其鄰居節點的能量進行評分，在節點與鄰居節點之間的各個鏈路中，刪除能量小于常數因子平均值的鏈路；

步驟5：構建最終的無線自組網拓撲圖。

進一步，所述步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1：令i＝1；