[發(fā)明專(zhuān)利]基于Bubble框架的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)分簇方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110176064.7
• 申請(qǐng)日: 2021-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112929939B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高孟杰;馮鋼;秦爽;孫耀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W40/02
• 分類(lèi)號(hào): H04W40/02;H04W40/32;H04W84/18
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

1.基于Bubble框架的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)分簇方法，其特征在于，該分簇方法包括以下步驟：

S1：獲取Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的信息，判斷Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，若所述Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型為分層組網(wǎng)方式，則執(zhí)行步驟S2；

S2：采用基于分治思想的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化算法對(duì)所述Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行網(wǎng)格化處理，得到處理后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

S3：對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇初始簇頭，以簇頭節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)進(jìn)行簇增長(zhǎng)；以優(yōu)化目標(biāo)為基準(zhǔn)進(jìn)行邊界節(jié)點(diǎn)遷移，并更新簇頭節(jié)點(diǎn)；直至所述簇頭節(jié)點(diǎn)不在發(fā)生變化為止，得到分簇結(jié)果；

步驟S1中所述Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的信息包括簇頭節(jié)點(diǎn)、簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)和通信頻率；

分層組網(wǎng)方式的Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)包括單頻分層網(wǎng)絡(luò)和多頻分層網(wǎng)絡(luò)；所述單頻分層網(wǎng)絡(luò)指網(wǎng)絡(luò)中使用單一頻率進(jìn)行各個(gè)簇內(nèi)部的通信交互和簇間節(jié)點(diǎn)的通信交互；所述多頻分層網(wǎng)絡(luò)指不同層的節(jié)點(diǎn)采用多個(gè)頻率進(jìn)行通信，其中，簇頭節(jié)點(diǎn)和簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)部通信時(shí)使用第一通信頻率，簇頭節(jié)點(diǎn)之間形成的高一層網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信時(shí)使用第二通信頻率，且第一通信頻率和第二通信頻率不同；

步驟S2包括以下子步驟：

S21：把所述Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)建模成一個(gè)無(wú)向圖G＝(N,E)，其中N＝{n₁,n₂,...,n_M}表示網(wǎng)絡(luò)的M個(gè)節(jié)點(diǎn)，E＝{e_ij}表示節(jié)點(diǎn)n_i和節(jié)點(diǎn)n_j間的業(yè)務(wù)需求，其中i,j＝1,2,…,M,|E|＝M²；如果|N|＜k，采用暴力搜索的方法對(duì)G進(jìn)行網(wǎng)格化，得到網(wǎng)格化結(jié)果M、網(wǎng)格上下左右的邊界節(jié)點(diǎn)N_a,N_b,N_c,N_d；其中，k為進(jìn)行暴力搜索網(wǎng)格化的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)閾值；

S22：將G中所有節(jié)點(diǎn)按坐標(biāo)均勻切割為4份G₁,G₂,G₃,G₄，對(duì)以上每份區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理，得到每份區(qū)域處理后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

S23：根據(jù)步驟S22得到的每份區(qū)域處理后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行合并，使網(wǎng)絡(luò)中任意兩條邊是否相交，得到網(wǎng)格化結(jié)果M,N_a,N_b,N_c,N_d；

步驟S3中選擇初始簇頭包括：

從最小度的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始廣度優(yōu)先搜索BFS，并搜索距離此起點(diǎn)最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)被選為第一個(gè)簇頭；

重復(fù)執(zhí)行從開(kāi)始至此發(fā)現(xiàn)的所有簇頭中同時(shí)進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，以確定距離所有簇頭最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)，把它作為下一個(gè)簇頭；直至所有的節(jié)點(diǎn)遍歷完為止；

步驟S3中簇增長(zhǎng)的判斷方法為：

在每個(gè)簇內(nèi)，檢查其簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)是否與自由節(jié)點(diǎn)是否相鄰，其中自由節(jié)點(diǎn)指未被選擇的節(jié)點(diǎn)；

若簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)與自由節(jié)點(diǎn)相鄰，則從所有包含相鄰節(jié)點(diǎn)的簇中選擇最小的簇，進(jìn)行簇增長(zhǎng)，及選擇與其簇頭的歐幾里德距離最近的自由節(jié)點(diǎn)加入簇；

重復(fù)執(zhí)行以上操作，直至網(wǎng)絡(luò)中無(wú)自由節(jié)點(diǎn)為止。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Bubble框架的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)分簇方法，其特征在于，該分簇方法應(yīng)用于無(wú)人機(jī)工作的拒止空間網(wǎng)絡(luò)通信中；所述拒止空間指軍事環(huán)境中的強(qiáng)干擾空間。

3.基于權(quán)利要求1至2中任一所述的分簇方法的分簇裝置，其特征在于，包括：

獲取單元，用于獲取Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的信息，并判斷Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，若所述Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型為分層組網(wǎng)方式，則把所述Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的信息轉(zhuǎn)送至網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化處理單元；

網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化處理單元，用于采用基于分治思想的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化算法對(duì)所述Ad Hoc無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行網(wǎng)格化處理，得到處理后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

分簇處理單元，用于對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇初始簇頭，以簇頭節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)進(jìn)行簇增長(zhǎng)；以優(yōu)化目標(biāo)為基準(zhǔn)進(jìn)行邊界節(jié)點(diǎn)遷移，并更新簇頭節(jié)點(diǎn)；直至所述簇頭節(jié)點(diǎn)不在發(fā)生變化為止，得到分簇結(jié)果；

輸出單元，用于輸出所述分簇結(jié)果。