[發明專利]適用于自組織網絡的分布式自適應分簇方法

有效

• 申請號: 201910442322.4
• 申請日: 2019-05-25
• 公開（公告）號: CN110234146B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 黃盛;王昭
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: H04W40/32
• 分類號: H04W40/32;H04W40/36;H04W84/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 周浩杰

1.一種適用于自組織網絡的分布式自適應分簇方法，具有如下技術特征：在自組織網絡中，每個網絡節點構建依據自組織網絡協議與鄰居節點周期性地進行控制信息交互的環境感知、自學習和自決策三大功能模塊，執行簇頭選擇流程、簇頭替換流程、簇頭切換流程、分簇裂變流程和分簇合并流程；各個網絡節點在本節點的控制周期內利用無線傳輸模塊與鄰居節點交互控制信息的能力，通過無線接收單元接收鄰居節點的分簇控制信息，分簇控制信息包括源節點ID、分簇狀態及目的節點ID、連通簇頭集合和鄰居列表，并將無線接收單元獲取到的鄰居節點的分簇控制信息上報到環境感知功能模塊；環境感知功能模塊對所有鄰居節點的分簇控制信息依據鄰居列表、分簇狀態、連通簇頭集合和簇頭權值四種類別進行分類存儲，在每一個控制周期內統計鄰居節點的分簇控制信息，從鄰居列表信息構建本節點兩跳范圍內的物理拓撲結構，從分簇狀態信息統計所有鄰居節點的分簇角色以及正在執行的分簇操作，從連通簇頭集合信息匯總所有鄰居節點能夠連通的簇頭的并集，依據簇頭權值信息對本節點的所有鄰居節點按照適合擔任簇頭的程度進行排序，并將本節點兩跳范圍內的鄰居列表信息、分簇狀態信息、連通簇頭集合信息和簇頭權值信息上報給自學習功能模塊；自學習功能模塊利用環境感知功能模塊獲得的鄰居節點的分簇控制信息，依據預定義的簇頭替換條件、成功入簇條件、簇頭切換條件、分簇裂變條件、鄰居合并狀態、本簇是否裂變、簇頭是否切換、分簇合并條件共八種狀態轉移條件，以及本節點的連通簇頭集合更新規則和候選簇頭集合更新規則共兩個簇頭集合更新規則，將所有鄰居節點的分簇控制信息提煉成包含八種狀態轉移條件的判斷結果和兩個簇頭集合的更新結果的局部網絡的分簇狀態變化信息，并將局部網絡的分簇狀態變化信息傳輸給自決策功能模塊；自決策功能模塊利用自學習功能提煉的局部網絡的分簇狀態變化信息，依據本節點當前的分簇角色以及相應的分簇狀態轉移條件，循環執行簇頭選擇流程、簇頭替換流程、簇頭切換流程、分簇裂變流程和分簇合并流程，并調整本節點的分簇狀態，更新簇頭選擇。

2.如權利要求1所述的適用于自組織網絡的分布式自適應分簇方法其特征在于：在簇頭選擇流程中，待入簇節點能夠依據候選簇頭集合選擇加入簇頭權值較高的簇頭或者提升本節點為簇頭節點；在簇頭替換流程中，當網絡節點依據兩跳范圍內鄰居列表信息發現本節點的鄰居節點及本節點組成的集合是某個鄰居簇頭及其鄰居節點組成的集合的真超集時，能夠自適應地將本節點的分簇角色提升為簇頭節點；在簇頭切換流程中，當簇頭節點依據兩跳范圍內鄰居列表信息發現本節點的所有鄰居簇頭之間是連通的并且所有鄰居簇頭以及它們的鄰居節點的并集是本節點及本節點的鄰居節點組成的集合的超集時，能夠自適應地將本節點的分簇角色設置為簇成員節點并通知本簇的簇成員進行簇頭切換。

3.如權利要求1所述的適用于自組織網絡的分布式自適應分簇方法其特征在于：分簇控制信息包含鄰居節點的簇頭權值、分簇狀態及目的節點ID、連通簇頭集合和鄰居列表，其中，簇頭權值表示該鄰居節點適合擔任簇頭節點的程度，簇頭權值越高的節點越適合在自組織網絡中擔任簇頭節點；分簇狀態包含申請入簇、簇成員、簇頭、簇頭替換、簇頭切換、分簇裂變和分簇合并種狀態，分簇狀態及目的節點ID表明了該鄰居節點的分簇角色與該鄰居節點正在執行的分簇操作以及配合其完成分簇操作的目的節點；連通簇頭集合包含了鄰居節點能夠連通的所有簇頭節點，以用于判斷分簇結構在自組織網絡中的連通性；鄰居列表包含鄰居節點的所有鄰居節點，表明了鄰居節點在自組織網絡中的局部拓撲結構。