[發明專利]無線移動節點的隨機集中式自組織分簇方法與系統

有效

• 申請號: 202110290268.3
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113099508B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 陳曦;吳濤;余驍禹;秧凌霄
• 申請（專利權）人: 西南民族大學
• 主分類號: H04W40/32
• 分類號: H04W40/32;H04W40/24;H04L45/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王紅霞

1.一種無線移動節點的隨機集中式自組織分簇方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一網絡各節點隨機競爭分簇發起者角色，發起者集中收集其他節點的適應度，由發起者根據適應度選擇簇頭；各節點的適應度通過以下方式得到：

其中，f為適應度，sign代表網絡節點屬性的趨向性，positive代表正向型屬性，negative代表負向型屬性，n為網絡各節點參與計算適應度的屬性總數，i為當前屬性索引，wgt_i為屬性i的權重，v_i為屬性i的值，bench_i為屬性i的基準值；

簇頭向其他節點發送分配角色的PDU，收到分配角色的PDU的節點設為簇成員，并將簇成員的活性設為預設最大值；

通過周期性的雙向心跳包動態維護簇頭與簇成員之間簇關系的活性，若心跳包交互失敗，則逐漸降低簇關系活性；若心跳包交互成功，則重置簇關系活性至預設最大值，當活性降至預設最小值，則解除簇關系；

若網絡節點不屬于或已脫離任何分簇時，當監聽到其他分簇簇頭發送的用于簇關系維護的心跳包，直接申請加入該分簇。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述適應度由各節點自行計算后匯總發送至所述發起者；或各節點將用于計算適應度的信息發送至發起者，發起者統一計算各節點的適應度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙向心跳包的周期通過以下方式進行確認：

其中，d為分簇內與簇頭相距最遠的簇成員的距離，N為分簇內簇成員的個數，x為x坐標，y為y坐標，h為簇頭，I為心跳交互時鐘間隔，I_base為心跳交互時鐘間隔可變部分的基準值，D為簇頭的信號覆蓋半徑，I_min為心跳交互時鐘間隔的最低值，k為分簇內的第k個簇成員。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，還包括步驟：

實時計算簇頭的適應度，當適應度低于預設適應度閾值時，解散分簇進行分簇重建。

5.一種無線移動節點的隨機集中式自組織分簇系統，其特征在于，包括：

簇頭選擇模塊，用于控制第一網絡各節點間隨機競爭分簇發起者角色，發起者集中收集其他節點的適應度，并通過發起者根據適應度選擇簇頭；適應度通過以下方式得到：

其中，f為適應度，sign代表網絡節點屬性的趨向性，positive代表正向型屬性，negative代表負向型屬性，n為網絡各節點參與計算適應度的屬性總數，i為當前屬性索引，wgt_i為屬性i的權重，v_i為屬性i的值，bench_i為屬性i的基準值；

分簇模塊，與簇頭選擇模塊相連，用于控制簇頭向其他節點發送分配角色的PDU，將收到分配角色的PDU的節點設為簇成員，并將簇成員的活性設為預設最大值；

分簇關系維護模塊，與所述分簇模塊、所述簇頭選擇模塊相連，用于通過周期性的雙向心跳包動態維護簇頭與簇成員之間簇關系的活性；其中，當心跳包交互失敗時，所述分簇關系維護模塊逐漸降低簇關系活性，否則重置簇關系活性至預設最大值，當活性降至預設最小值，所述分簇關系維護模塊控制解除簇關系；

順搭模塊，與所述分簇關系維護模塊、所述分簇模塊相連，用于當檢測到不屬于或已脫離任何分簇時，若監聽到其他分簇簇頭發送的用于簇關系維護的心跳包，直接加入該分簇。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述適應度由各節點自行計算后匯總發送至所述發起者；或各講點將用于計算適應度的信息發送至發起者，發起者統一計算各節點的適應度。