移動自組織網(wǎng)的分簇方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及移動自組織網(wǎng)的分簇方法及系統(tǒng)，首先進(jìn)行節(jié)點分組，同一組內(nèi)節(jié)點滿足預(yù)設(shè)移動性條件，確保組內(nèi)節(jié)點有相似的移動性，以提高分簇的穩(wěn)定性，再計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度以及節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算節(jié)點的穩(wěn)定性因子，將各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭，將各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，遍歷移動自組織網(wǎng)中節(jié)點，將未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分簇。由于計算穩(wěn)定因子時考慮節(jié)點移動性參數(shù)值的同時考慮了剩余能量以及節(jié)點度，根據(jù)節(jié)點穩(wěn)定性因子選擇的簇頭是在考慮了節(jié)點移動性、剩余能量以及節(jié)點度情況下的最優(yōu)節(jié)點，獲得簇頭后，進(jìn)行非簇頭節(jié)點分簇，從而可提高網(wǎng)絡(luò)分簇穩(wěn)定性。
【專利說明】
移動自組織網(wǎng)的分簇方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，特別是設(shè)及一種移動自組織網(wǎng)的分簇方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，W移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)為背景的研究廣泛開展。移動自組織網(wǎng)是一種新 型的無框架的移動網(wǎng)絡(luò)，采用無線通信技術(shù)，通過節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點在網(wǎng)內(nèi)隨意 移動而保持通信。隨著移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們對移動服務(wù)信息內(nèi)容和形式的需求增加，移動 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)在通信中的比重越來越多。移動自組網(wǎng)的自組織特性和節(jié)點移動性 特點使其可W不依賴于已有網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)施而快速部署，可廣泛用于軍事戰(zhàn)場信息系統(tǒng)建 設(shè)、民用緊急救助W及其他需要臨時建立網(wǎng)絡(luò)的場合，具有廣泛的應(yīng)用場景。分級的Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采取分簇的方法，把整個網(wǎng)絡(luò)劃分為若干的簇，每個簇由一個簇頭和多個普通節(jié) 點組成，其優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)充性好，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不受限制，路由和控制開銷較小。因此，通過 良好的分簇算法將網(wǎng)絡(luò)有效分簇，可W極大提高網(wǎng)絡(luò)性能，具有重大意義。
[000引在研究分簇算法的過程中，主要面臨W下挑戰(zhàn)：一是節(jié)點的能量受限問題，MA肥T 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在其運(yùn)行期間通常都是依靠電池供電，所W對于網(wǎng)絡(luò)性能來說有限的電池能 量是一個重要的問題，網(wǎng)內(nèi)節(jié)點應(yīng)盡量減少過多的能量消耗W延長網(wǎng)絡(luò)壽命。而且簇頭比 普通簇內(nèi)節(jié)點承擔(dān)著更多的任務(wù)，他們的電池能量消耗會更快，更可能會由于耗盡能量而 過早地退出網(wǎng)絡(luò)，由于簇頭耗盡了能量離開了網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)樣就會較早地引起網(wǎng)絡(luò)的分割或通 信的中斷。二是節(jié)點的移動性問題，移動性是MANET網(wǎng)絡(luò)自身固有的特征之一，在MANET網(wǎng)絡(luò) 中，節(jié)點的移動往往是引起拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變和路由失效的主要因素，高速運(yùn)動的節(jié)點是不適 合作為簇頭的，因為他們的移動可能引起頻繁地重新分簇，因而會進(jìn)一步增多控制消息數(shù) 量，增加本來帶寬就有限的無線信道的負(fù)載。因此，分簇算法中簇頭的選擇必須考慮節(jié)點的 剩余能量和節(jié)點移動性雙重約束。
[0004] 目前，可采用一種移動Ad化C網(wǎng)絡(luò)自主分簇及路由方法進(jìn)行分簇，首先，對全網(wǎng)節(jié) 點依據(jù)所述節(jié)點的綜合效能值進(jìn)行初始化聚集，形成若干分簇，綜合效能值最大的為各分 簇頭，當(dāng)各分簇內(nèi)有個別節(jié)點位置發(fā)生移動或失效時，進(jìn)行自主優(yōu)化的分簇結(jié)構(gòu)局部調(diào)整， 發(fā)生移動的節(jié)點為使自身能得到最大的數(shù)據(jù)傳輸效用，選擇能平均分配給自身最大效用值 的相鄰分簇加入，同時各分簇效用值進(jìn)行重新計算，每個簇組內(nèi)節(jié)點分別依據(jù)各自的緩存 大小與組內(nèi)相鄰節(jié)點距離比值進(jìn)行簇內(nèi)路由，并在每個節(jié)點緩存中保存相關(guān)的路由信息。 然而，在計算綜合效能值時，沒有考慮節(jié)點的移動性，具有一定的局限性，從而影響分簇后 的網(wǎng)路穩(wěn)定性。
[0005] 還可采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞执靥幚矸椒ê吞幚硐到y(tǒng)進(jìn)行分簇，首先，向其他節(jié)點發(fā)送第 一廣播信息，根據(jù)接收到的所述第一廣播消息，根據(jù)接收到的所述第一廣播消息的應(yīng)答消 息，統(tǒng)計節(jié)點度，接收其他節(jié)點發(fā)送的第二廣播信息，所述第二廣播信息中包含其他節(jié)點的 節(jié)點度信息，根據(jù)接收到的其他節(jié)點的第二廣播消息，比較其他第二廣播消息的節(jié)點度和 自身的節(jié)點度，如果自身的節(jié)點度最大則發(fā)布成為簇頭的公告信息。該發(fā)明實施例網(wǎng)絡(luò)拓 撲分簇處理方法和處理系統(tǒng)，根據(jù)節(jié)點的剩余能量和節(jié)點的節(jié)點度來選擇節(jié)點作為簇頭節(jié) 點，然而，通過廣播和接收消息，計算節(jié)點度，同時排除剩余能量低于闊值的節(jié)點作為簇頭， 沒有考慮移動自組網(wǎng)最顯著的移動性特性，通過該方法進(jìn)行分簇的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不高。
[0006] 還可采用一種基于地理位置信息的分簇方法，包括簇的形成階段:取得簇頭節(jié)點、 本地簇成員節(jié)點、鄰簇成員節(jié)點身份。簇的維護(hù)階段:包括虛擬網(wǎng)絡(luò)中屯、節(jié)點、簇頭節(jié)點、本 地成員節(jié)點、鄰簇成員節(jié)點的維護(hù)。W位置信息和簇的綜合負(fù)載系數(shù)為指標(biāo)，管理新節(jié)點的 加入。由位置信息與速度信息計算出節(jié)點的生存時間，生存時間最長的節(jié)點為簇頭的方法， 進(jìn)行簇頭的選舉，并由生存時間決定是否重新選舉簇頭。W通信質(zhì)量為指標(biāo)，決定節(jié)點的離 開和加入。周期性的廣播自身的位置和速度信息，對簇的維護(hù)提供依據(jù)。然而，運(yùn)樣的方法 并不準(zhǔn)確，導(dǎo)致分簇后的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 基于此，有必要針對利用現(xiàn)有分簇算法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分簇后穩(wěn)定性不高的問題，提供 一種提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的移動自組織網(wǎng)的分簇方法及系統(tǒng)。
[000引一種移動自組織網(wǎng)的分簇方法，包括如下步驟：
[0009] 獲取節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始能量W及節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)；
[0010] 獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至所述節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)所述鄰居節(jié)點發(fā)送至所述節(jié)點 的廣播信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，并根據(jù)所述鄰居節(jié)點的速度、方向W及 位置、預(yù)設(shè)移動性條件W及所述節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果；
[0011] 根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量、所述節(jié)點的原始能量、所述節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)W 及當(dāng)前時刻所述節(jié)點的速度、方向W及位置，計算所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的 節(jié)點度W及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，并根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的節(jié) 點度W及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子；
[0012] 根據(jù)所述分組結(jié)果，向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子的信息，將 所述分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭；
[0013] 將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)所述簇頭所在簇，將移動自組織網(wǎng) 中未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇。
[0014] 本發(fā)明還提供一種移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，包括：
[0015] 獲取模塊，用于獲取所述節(jié)點的剩余能量、所述節(jié)點的原始能量W及所述節(jié)點的 鄰居節(jié)點的個數(shù)；
[0016] 分組模塊，用于獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至所述節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)所述鄰居節(jié)點 發(fā)送至所述節(jié)點的廣播信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，并根據(jù)所述鄰居節(jié)點 的速度、方向W及位置、預(yù)設(shè)移動性條件W及所述節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組， 獲得分組結(jié)果；
[0017] 計算模塊，用于根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量、所述節(jié)點的原始能量、所述節(jié)點的鄰居 節(jié)點的個數(shù)W及當(dāng)前時刻所述節(jié)點的速度、方向W及位置，計算所述節(jié)點的剩余能量參數(shù) 值、所述節(jié)點的節(jié)點度W及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，并根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、 所述節(jié)點的節(jié)點度W及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子；
[0018] 簇頭選擇模塊，用于根據(jù)所述分組結(jié)果，向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶所述節(jié)點的穩(wěn) 定性因子的信息，將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭；
[0019] 分簇模塊，用于將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)所述簇頭所在簇， 將移動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加 入對應(yīng)所述簇頭所在簇，遍歷移動自組織網(wǎng)中節(jié)點，將未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇。
[0020] 上述移動自組織網(wǎng)的分簇方法及系統(tǒng)，根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包、預(yù)設(shè)移 動性條件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，計算 節(jié)點的節(jié)點度，計算節(jié)點的移動性參數(shù)值;根據(jù)剩余能量參數(shù)值、節(jié)點度W及移動性參數(shù) 值，計算節(jié)點的穩(wěn)定性因子;將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇 頭，將各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，遍歷移動自組織網(wǎng)中節(jié)點，將未入簇的非簇 頭節(jié)點單獨成簇，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分簇。在上述移動自組織網(wǎng)的分簇過程中，將滿足預(yù)設(shè)移動 性條件的節(jié)點分為同一組，確保組內(nèi)節(jié)點有相似的移動性，W提高分簇的穩(wěn)定性，節(jié)點穩(wěn)定 因子考慮了移動性參數(shù)值，且同時考慮了剩余能量W及節(jié)點度，從而根據(jù)節(jié)點穩(wěn)定性因子 選擇的簇頭節(jié)點是在考慮著=個因素情況下的最優(yōu)節(jié)點，獲得簇頭節(jié)點后，進(jìn)行非簇頭節(jié) 點分簇，從而可提高分簇穩(wěn)定性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分簇后的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0021] 圖1為一實施方式的移動自組織網(wǎng)的分簇方法的流程圖；
[0022] 圖2為另一個實施例的移動自組織網(wǎng)的分簇方法中步驟S300的子流程圖；
[0023] 圖3為另一個實施例的移動自組織網(wǎng)的分簇方法中步驟S330的子流程圖；
[0024] 圖4為另一個實施例的移動自組織網(wǎng)的分簇方法中步驟S500的子流程圖；
[0025] 圖5為一具體實施中移動自組織網(wǎng)中節(jié)點j與其m個鄰居節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖6為一實施方式的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)的模塊圖；
[0027] 圖7為另一實施方式的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)中計算模塊300的子模塊圖；
[0028] 圖8為另一實施方式的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)中移動性參數(shù)計算單元330的子 模塊圖；
[0029] 圖9為另一實施方式的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)中移動性參數(shù)分簇模塊500的子 模塊圖。
【具體實施方式】
[0030] 請參閱圖1，提供一種實施方式的移動自組織網(wǎng)的分簇方法，包括如下步驟：
[0031] SlOO:獲取節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始能量W及節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)。
[0032] 為了提高分簇方法的穩(wěn)定性，考慮了節(jié)點的剩余能量和節(jié)點度，可通過能量管理 單元獲取節(jié)點能量信息，通過節(jié)點間的信息交換可獲取鄰居節(jié)點信息，即可獲知節(jié)點的鄰 居節(jié)點的個數(shù)。
[0033] S200:獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā)送至節(jié)點的廣播 信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，并根據(jù)鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置、預(yù)設(shè) 移動性條件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果。
[0034] 在本實施例中，所有節(jié)點向其鄰居節(jié)點發(fā)送廣播信息包，并接收鄰居節(jié)點發(fā)送的 廣播信息包，接收的鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包攜帶鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，從 而，節(jié)點可獲知鄰居節(jié)點在當(dāng)前時刻的速度、方向W及所處位置。同樣，節(jié)點在向鄰居節(jié)點 發(fā)送廣播信息包時，攜帶了節(jié)點自身的速度、方向和位置，W告知其鄰居節(jié)點當(dāng)前時刻節(jié)點 的速度、方向W及位置。
[0035] 當(dāng)節(jié)點接收鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包后，根據(jù)鄰居節(jié)點的速度、方向和位置、節(jié) 點自身的速度、方向和位置、W及預(yù)設(shè)移動性條件，進(jìn)行節(jié)點分組，即將移動自組織網(wǎng)中的 節(jié)點分為不同組，組內(nèi)包含至少一個節(jié)點，且獲得的分組結(jié)果是滿足預(yù)設(shè)移動性條件的，即 將滿足預(yù)設(shè)移動性條件的節(jié)點分到同一組。通過對節(jié)點W及鄰居節(jié)點的速度、方向W及位 置的比較，判斷是否屬于同一組，即判斷節(jié)點之間是否滿足預(yù)設(shè)移動性條件，若不滿足，節(jié) 點不屬于同一組，丟棄廣播信息包，若滿足，節(jié)點屬于同一組。在本實施例中，預(yù)設(shè)移動性條 件為速度絕對值之比大于預(yù)設(shè)值且小于預(yù)設(shè)值的導(dǎo)數(shù)W及位置的矢量的夾角大于或等于0 度且小于或等于90度的節(jié)點劃分為同一組。
[0036] S300:根據(jù)節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始能量、節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)W及當(dāng)前時 刻節(jié)點的速度、方向W及位置，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W及節(jié)點的移動 性參數(shù)值，并根據(jù)節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W及節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算節(jié) 點的穩(wěn)定性因子。
[0037] 由于在分簇過程中，節(jié)點的能量對分簇后網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性有較大影響，為了提高網(wǎng) 絡(luò)穩(wěn)定性，考慮節(jié)點的能量，即根據(jù)節(jié)點的剩余能量W及節(jié)點的原始能量，計算節(jié)點的剩余 能量參數(shù)值，由于作為簇頭的節(jié)點需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，對其能量有一定要求，通過考 慮節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，有效確保分簇過程中簇頭的能量。即剩余能量參數(shù)值越大，選為 簇頭的可能性越大。另外，還考慮了節(jié)點的節(jié)點度，節(jié)點度是與節(jié)點相關(guān)的邊的條數(shù)有關(guān)， 也就是說，和鄰居節(jié)點的個數(shù)有關(guān)，節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)越多，表示與節(jié)點相關(guān)的節(jié)點數(shù)越 多，節(jié)點度越大，W節(jié)點度較大的節(jié)點作為簇頭的網(wǎng)絡(luò)越穩(wěn)定。移動性參數(shù)表示節(jié)點移動性 大小的指標(biāo)，移動性參數(shù)值越大，節(jié)點相對鄰居節(jié)點的移動性越小，即節(jié)點的移動性越小， 通過計算移動性參數(shù)值，為后續(xù)穩(wěn)定性因子計算提供依據(jù)，后續(xù)通過比較穩(wěn)定性因子大小 選取簇頭，從而在分簇過程中選擇簇頭時考慮了節(jié)點的移動性，能提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
[0038] S400:根據(jù)分組結(jié)果，向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶節(jié)點的穩(wěn)定性因子的信息，將分組 結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭。
[0039] 與同組的節(jié)點相比，具有相對較低的移動性、富有的剩余能量W及較高的節(jié)點度， 即移動性參數(shù)越大、剩余能量參數(shù)值越大W及節(jié)點度越大，節(jié)點越有可能成為簇頭。節(jié)點向 組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶穩(wěn)定性因子的信息，W告知同組內(nèi)的其他節(jié)點該節(jié)點的穩(wěn)定性因 子，從而實現(xiàn)組內(nèi)節(jié)點相互知道穩(wěn)定性因子，為后續(xù)對穩(wěn)定因子大小比較做準(zhǔn)備。然后，將 分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭。
[0040] S500:將分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，將移動自組織網(wǎng)中 未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇。
[0041 ]每個組獲得一個簇頭，單個組內(nèi)可能還存在其他非簇頭節(jié)點，從而將單個組內(nèi)非 簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，形成單個簇，每個組進(jìn)行類似的非簇頭節(jié)點入簇過程，形成 多個簇。然而，移動自組織網(wǎng)中并不是所有非簇頭節(jié)點都能入簇成功，可能存在未入簇的非 簇頭節(jié)點，從而需要遍歷移動自組織網(wǎng)中節(jié)點，將移動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單 獨成簇，運(yùn)樣可實現(xiàn)移動自組織網(wǎng)中所有節(jié)點分簇成功。
[0042] 上述移動自組織網(wǎng)的分簇方法，根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包、預(yù)設(shè)移動性條 件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，計算節(jié)點的 節(jié)點度，計算節(jié)點的移動性參數(shù)值;根據(jù)剩余能量參數(shù)值、節(jié)點度W及移動性參數(shù)值，計算 節(jié)點的穩(wěn)定性因子;將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭，將各 組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，將移動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇， 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分簇。在上述移動自組織網(wǎng)的分簇過程中，將滿足預(yù)設(shè)移動性條件的節(jié)點分 為同一組，確保組內(nèi)節(jié)點有相似的移動性，W提高分簇的穩(wěn)定性，節(jié)點穩(wěn)定因子考慮了移動 性參數(shù)值，且同時考慮了剩余能量W及節(jié)點度，從而根據(jù)節(jié)點穩(wěn)定性因子選擇的簇頭節(jié)點 是在考慮著=個因素情況下的最優(yōu)節(jié)點，獲得簇頭節(jié)點后，進(jìn)行非簇頭節(jié)點分簇，從而可提 高分簇穩(wěn)定性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分簇后的穩(wěn)定性。
[0043] 請參閱圖2,在其中一個實施例中，根據(jù)節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始能量、節(jié)點的 鄰居節(jié)點的個數(shù)W及當(dāng)前時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié) 點的節(jié)點度W及節(jié)點的移動性參數(shù)值，并根據(jù)節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W及 節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算節(jié)點的穩(wěn)定性因子的步驟S300包括：
[0044] S310:根據(jù)節(jié)點的剩余能量W及節(jié)點的原始能量，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，并 根據(jù)節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)，計算節(jié)點的節(jié)點度。
[0045] 通過計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)，從而，在后續(xù)分簇過程中選擇簇頭時，考慮了節(jié)點 的能量，通過計算節(jié)點的節(jié)點度，從而在后續(xù)分簇過程中選擇簇頭時，還考慮了節(jié)點度。
[0046] S320:根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，計算當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點 之間的距離，預(yù)測下一時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，并獲取預(yù)測的下一時刻節(jié)點與其鄰 居節(jié)點之間的距離。
[0047] 由于通過節(jié)點間的信息交換，節(jié)點可知當(dāng)前時刻鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置， 從而，可計算當(dāng)前時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間的距離，在節(jié)點獲知當(dāng)前時刻節(jié)點鄰居 節(jié)點的速度、方向W及位置的距離基礎(chǔ)上，預(yù)測下一時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，從而 可預(yù)測下一時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間的距離。
[0048] S330:根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離、預(yù)測的下一時刻節(jié)點與其鄰居 節(jié)點之間的距離W及節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)，計算節(jié)點的移動性參數(shù)值。
[0049] 由于節(jié)點的移動性參數(shù)值是根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間距離、預(yù)測 的下一時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間的距離W及節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)計算獲得的，從 而，節(jié)點的移動性參數(shù)值既考慮了當(dāng)前時刻節(jié)點的位置，又考慮了下一時刻節(jié)點的位置，即 描述了節(jié)點的移動性。
[0050] S340:根據(jù)節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W及節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算 節(jié)點的穩(wěn)定性因子。
[0051] 由于移動性參數(shù)值描述了節(jié)點的移動性，剩余能量參數(shù)值描述的是節(jié)點剩余能 量，節(jié)點度是和鄰居節(jié)點相關(guān)的參數(shù)，從而，穩(wěn)定性因子是采用移動性參數(shù)值作為選擇簇頭 的基礎(chǔ)上，同時加入節(jié)點的剩余能量和節(jié)點度計算出的綜合值，W確保選擇的簇頭穩(wěn)定，從 而提高分簇后網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
[0化2] 在本實施例中，還設(shè)置定時器，即S300之后，S400之前，啟動定時器，步驟S400包括 向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶節(jié)點的穩(wěn)定性因子的信息，將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子 對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭，當(dāng)定時器超時，則分別向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息。 即實現(xiàn)組內(nèi)簇頭定時發(fā)送簇頭申明信息。
[0053] 請參閱圖3,在其中一個實施例中，根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離、預(yù) 測的下一時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間的距離W及節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)，計算節(jié)點的移動性 參數(shù)值S330包括：
[0054] S331:根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離W及預(yù)測的下一時刻節(jié)點與節(jié)點 的鄰居節(jié)點之間的距離，計算節(jié)點相對于節(jié)點的每個鄰居節(jié)點的移動度量值。
[0055] 移動度量值描述了節(jié)點相對于其鄰居節(jié)點的移動性，移動度量值越大，節(jié)點相對 于該鄰居節(jié)點的移動性越大，若節(jié)點i有j個鄰居節(jié)點，則分別計算節(jié)點i相對于j個鄰居節(jié) 點的移動度量值，即獲得j個移動度量值。
[0056] S332:根據(jù)節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)W及節(jié)點的移動度量值，計算節(jié)點的平均移動度 量值。
[0057] 獲得節(jié)點相對于該節(jié)點的每個鄰居節(jié)點的移動度量值后，求其平均值，獲得平均 移動量值。
[0058] S333:對節(jié)點的平均移動度量值取倒數(shù)，獲得節(jié)點的移動性參數(shù)值。
[0059] 由于節(jié)點相對于某個鄰居節(jié)點的移動度量值越大，表示節(jié)點相對于該鄰居節(jié)點移 動性較大，平均移動度量值越大，節(jié)點移動性越大，然而，移動參數(shù)值為平均移動度量值取 的倒數(shù)，移動參數(shù)值越大，其移動性越小，越穩(wěn)定。
[0060] 請參閱圖4,在其中一個實施例中，將分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭 所在簇，將移動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇的步驟S500包括：
[0061] S510:分別向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息。
[0062] 將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭后，并分別向同組 內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息，W告知同組內(nèi)非簇頭節(jié)點其為簇頭。
[0063] S520:獲取非簇頭節(jié)點響應(yīng)簇頭申明信息反饋的入簇申請信息，解析入簇申請信 息，識別非簇頭節(jié)點所在組，當(dāng)非簇頭節(jié)點所在組與簇頭所在組相同時，向非簇頭節(jié)點發(fā)送 允許入簇的應(yīng)答信息。
[0064] 接收到簇頭申明信息的非簇頭節(jié)點發(fā)送入簇申請信息，申請入簇，具體地，非簇頭 節(jié)點W-跳廣播方式發(fā)送入簇申請信息。當(dāng)接收到非簇頭節(jié)點發(fā)送的入簇申請信息后，對 入簇申請信息進(jìn)行解析，獲取非簇頭節(jié)點所在組，再判斷非簇節(jié)點和簇頭節(jié)點是否屬于同 一組，即當(dāng)入簇申請信息對應(yīng)的非簇頭節(jié)點所在組與接收入簇簇頭所在組相同時，具體W 單播方式向發(fā)送入簇申請信息的非簇頭節(jié)點發(fā)送允許入簇的應(yīng)答信息。
[0065] S530:將接收到允許入簇的應(yīng)答信息的非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，將沒有 接收到允許入簇的應(yīng)答信息的非簇頭節(jié)點單獨成簇，直到移動自組織網(wǎng)中所有節(jié)點分簇成 功。
[0066] 當(dāng)非簇頭節(jié)點接收到簇頭發(fā)送的允許入簇的應(yīng)答信息時，加入該簇，若節(jié)點沒有 收到任何簇頭節(jié)點發(fā)送的與允許入簇的應(yīng)答信息，則該節(jié)點單獨成簇，當(dāng)所有節(jié)點分簇成 功，則網(wǎng)絡(luò)分簇成功。
[0067] 在其中一個實施例中，獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā) 送至節(jié)點的廣播信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，并根據(jù)鄰居節(jié)點的速度、方向 W及位置、預(yù)設(shè)移動性條件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果的 步驟Sioo之前還包括步驟：
[0068] 初始化移動自組織網(wǎng)中節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號、組標(biāo)識號W及簇頭標(biāo)識號。
[0069] 即在還未分組和分簇時，對節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號、組標(biāo)識號W及簇頭標(biāo)識號進(jìn)行初 始化。在本實施例中，為每個節(jié)點分配唯一的節(jié)點標(biāo)識號，W示與其他節(jié)點的不同，節(jié)點的 組標(biāo)識號W及簇頭標(biāo)識號均初始化為節(jié)點標(biāo)識號，即初始化時，將節(jié)點標(biāo)識號分配給節(jié)點 的組標(biāo)識號和簇頭標(biāo)識號。例如，網(wǎng)絡(luò)中有3個節(jié)點，首先，為每個節(jié)點分配一個節(jié)點標(biāo)識 號，分別為1、2、3,則各節(jié)點的組標(biāo)識號初始化為1、2、3,簇頭標(biāo)識號同理初始化為1、2、3。
[0070] 在其中一個實施例中，獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā) 送至節(jié)點的廣播信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，并根據(jù)鄰居節(jié)點的速度、方向 W及位置、預(yù)設(shè)移動性條件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果的 步驟SlOO之后還包括：
[0071] 將分組結(jié)果中各組內(nèi)節(jié)點的組標(biāo)識號更新為對應(yīng)組內(nèi)最小組標(biāo)識號。
[0072] 分組后，同一組內(nèi)可能包括多個節(jié)點，然而，運(yùn)些節(jié)點在初始化時的組標(biāo)識號是不 同的，現(xiàn)在被分為同一組，應(yīng)當(dāng)具有相同的組標(biāo)識號，從而，將組內(nèi)節(jié)點的組標(biāo)識號統(tǒng)一更 新為同一組標(biāo)識號，即更新為組內(nèi)最小組標(biāo)識號。
[0073] 將接收到允許入簇的應(yīng)答信息的非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，將沒有接收到 允許入簇的應(yīng)答信息的非簇頭節(jié)點單獨成簇，直到移動自組織網(wǎng)中所有節(jié)點分簇成功的步 驟S600之后還包括：
[0074] 將各簇內(nèi)節(jié)點的簇頭標(biāo)識符更新為對應(yīng)簇頭節(jié)點的簇頭標(biāo)識符。
[0075] 分簇后，同一簇內(nèi)可能包含多個節(jié)點，運(yùn)些節(jié)點在初始化時的簇頭標(biāo)識號是不同 的，現(xiàn)在被分為同一簇，應(yīng)當(dāng)具有相同的簇頭標(biāo)識號，從而，將各簇內(nèi)節(jié)點的簇頭標(biāo)識符統(tǒng) 一更新為簇中簇頭標(biāo)識號。
[0076] 下面W-具體實施例對上述移動自組織網(wǎng)的分簇方法加 W解釋說明。
[0077] 初始化移動自組織網(wǎng)中節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號、組標(biāo)識號W及簇頭標(biāo)識號。即初始時， 給每個節(jié)點分配一個唯一的節(jié)點標(biāo)識號，例如網(wǎng)絡(luò)中有n個節(jié)點，節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號依次分 別初始為1，2，- ? -，n，在本實施例中，節(jié)點的組標(biāo)識號和簇頭標(biāo)識號初分別初始化為與 節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號相同，運(yùn)樣相當(dāng)于在初始時每個節(jié)點自身為一個組和一個簇，節(jié)點自身 為簇頭。
[0078] 接收鄰居節(jié)點發(fā)送至節(jié)點的廣播信息包，并根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā)送至節(jié)點的廣播信息 包、預(yù)設(shè)移動性條件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果，并將分組 結(jié)果中各組內(nèi)節(jié)點的組標(biāo)識號更新為對應(yīng)組內(nèi)最小組標(biāo)識號。其中，預(yù)設(shè)移動性條件為速 度絕對值之比大于預(yù)設(shè)值且小于預(yù)設(shè)值的導(dǎo)數(shù)W及位置的矢量的夾角大于或等于0度且小 于或等于90度的節(jié)點劃分為同一組。
[0079] 在一個移動節(jié)點相對密集的區(qū)域內(nèi)，節(jié)點被稱為按組移動模型進(jìn)行移動，若節(jié)點 滿足W下公式則說明節(jié)點屬于同一組。即預(yù)設(shè)移動性條件表示為W下公式：
[0080]
[0081]
[0082] 其中，Vi為節(jié)點i的速度，V功節(jié)點j的速度，R為預(yù)設(shè)值，Xi為節(jié)點i的位置在X軸的 分量，X功節(jié)點j的位置在X軸的分量，y功節(jié)點i的位置在y軸的分量，y功節(jié)點j的位置在y 軸的分量，滿足上述兩個公式條件，則認(rèn)為節(jié)點i和節(jié)點j屬于同一組。通過W上兩個公式分 別描述了兩節(jié)點的速率比和運(yùn)動矢量的關(guān)系。在同一組中，節(jié)點的運(yùn)動軌跡和行為是相似 的，因而通過節(jié)點的速度和角度判斷是否屬于同一個組是合理的。
[0083] 根據(jù)節(jié)點的剩余能量W及節(jié)點的原始能量，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，并根據(jù) 節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)，計算節(jié)點的節(jié)點度。
[0084] 計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值的具體公式為：
[00 化]Ej(t) = ej(t)/ej(0)。
[0086] 其中屯（t)為節(jié)點j在t時刻的剩余能量參數(shù)值，6如)為節(jié)點j在t時刻的剩余能 量，6抑)為節(jié)點j在0時刻的剩余能量，即節(jié)點的原始能量。
[0087] 計算節(jié)點的節(jié)點度的具體公式為：
[008引 Nj(t) = l_l/nj(t)。
[0089] 其中，Nj(t)為節(jié)點j在t時刻的節(jié)點度，nj(t)為節(jié)點j在t時刻的一跳鄰居節(jié)點個 數(shù)，若節(jié)點j是孤立的，則W(t)=0，N^t)^-w。
[0090] 根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，計算當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間 的距離，并預(yù)測下一時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，W獲取預(yù)測的下一時刻節(jié)點與其鄰居 節(jié)點之間的距離。
[0091] 通過獲取鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包，可獲知當(dāng)前時刻鄰居節(jié)點的速度、方向W 及位置，且可通過移動終端位置記錄軟件獲知當(dāng)前時刻節(jié)點自身的速度、方向W及位置，其 原理為利用傳感器來記錄節(jié)點的位置，通過基站和GI^獲取節(jié)點的移動速度和方向，從而可 知計算出當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間的距離。并通過W下公式預(yù)測下一時刻節(jié)點的速 度、方向。
[0092]
[0093]
[0094] 其中，其中V^t)表示預(yù)測的t時刻節(jié)點j的速度，山(t)表示預(yù)測的t時刻節(jié)點j的方 向。0<a<l，稱為隨機(jī)調(diào)節(jié)因子，用來調(diào)節(jié)節(jié)點運(yùn)動的隨機(jī)性。vj(t-l)表示t-1時刻節(jié)點j的 速度，(1加-1)表示預(yù)測的t-1時刻節(jié)點j的方向，；，心-0表示t時刻之前的t-1個時刻節(jié)點j 速度的平均值，立代表t時刻之前的t-1個時刻節(jié)點j方向的平均值。,為t-1時刻 節(jié)點t-1)有關(guān)的服從高斯分布的速度調(diào)節(jié)變量乂為t-1時刻節(jié)點j與山(t-1)有關(guān) 的服從高斯分布的方向調(diào)節(jié)變量。在本實施例中，速度調(diào)節(jié)變量的高斯分布中的均值為y， 且設(shè)置y = 〇。
[0095] 通過W下公式預(yù)測下一時刻節(jié)點的位置，W獲取預(yù)測的下一時刻節(jié)點與其鄰居節(jié) 點之間的距離。
[0096] xj(t)=xj(t-l)+vj(t) ? cosdj(t)；
[0097] yj(t)=yj(t-l)+Vj(t) ? sindj(t)。
[0098] 在預(yù)測完下一時刻節(jié)點的速度和方向后，可預(yù)測下一時刻節(jié)點的位置，例如，根據(jù) t-1時刻的速度和方向，預(yù)測t時刻的速度和方向，其中，Xj(t)為預(yù)測的t時刻節(jié)點j的位置 的X軸分量，^如-1)為t-1時刻節(jié)點j的位置的X軸分量，7如)為預(yù)測的t時刻節(jié)點j的位置的 y軸分量為t-1時刻節(jié)點j的位置的y軸分量，通過X軸分量和y軸分量可知節(jié)點的位 置。預(yù)測完之后，即可預(yù)測的下一時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間的距離。
[0099] 根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離W及預(yù)測的下一時刻節(jié)點與節(jié)點的鄰 居節(jié)點之間的距離，計算節(jié)點相對于節(jié)點的每個鄰居節(jié)點的移動度量值。計算移動度量值 的公式具體為：
[0100]
[0101] 其中，Mj,i(t)代表t時刻節(jié)點j相對于節(jié)點i的移動度量值，Dfj,i(t)代表t時刻節(jié)點 i和節(jié)點j之間的相對距離，Dpw(t)代表通過預(yù)測得到的t時刻的下一時刻節(jié)點之間的相對 距離。請參閱圖5，t時刻，節(jié)點j有m個鄰居節(jié)點，節(jié)點j相對于節(jié)點1的移動度量值為Mwvt), 節(jié)點j相對于節(jié)點2的移動度量值為Mw(t)，節(jié)點j相對于節(jié)點3的移動度量值為Mw(t)，節(jié) 點j相對于節(jié)點4的移動度量值為Mw(t)，節(jié)點j相對于節(jié)點5的移動度量值為Mw(t)，節(jié)點j 相對于節(jié)點m的移動度量值為心,m(t)。
[0102] 根據(jù)節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)W及節(jié)點的移動度量值，計算節(jié)點的平均移動度量值。
[0103] 計算節(jié)點相對于節(jié)點的每個鄰居節(jié)點的移動度量值后，計算節(jié)點的平均移動度量 值，具體公式為：
[0104]
[0105] 節(jié)點相對每個鄰居節(jié)點的移動度量值可能不同，為了減小誤差，可取節(jié)點相對于 鄰居節(jié)點的移動度量值的平均值。其中，為t時刻節(jié)點j相對于m個鄰居節(jié)點的移動 度量值的平均值，即節(jié)點j的平均移動度量值，Mj,k(t)為t時刻節(jié)點j相對于鄰居節(jié)點k的移 動度量值，值越大，表示節(jié)點j的移動性越大。
[0106] 對節(jié)點的平挽務(wù)動度量值取倒數(shù)，獲得節(jié)點的移動參數(shù)值。即：
[0107]
[0108] 其中，M^t)為節(jié)點j的移動參數(shù)值，值越大，表示節(jié)點j的移動性越小。
[0109] 根據(jù)剩余能量參數(shù)值、節(jié)點度W及移動性參數(shù)值，計算節(jié)點的穩(wěn)定性因子，具體計 算公式為：
[0110] Rj(t) = ;riEj(t)+;rjNj(t)甘3Mj(t)。
[0111] 其中，的(1:)為1:時刻節(jié)點^'的穩(wěn)定性因子，1'1 = ^ = 0.2,〇 = 0.6，滿足1'1+'2甘3 = 1， 節(jié)點的穩(wěn)定性因子作為網(wǎng)絡(luò)中影響簇結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素，且R^〇)=〇,即初始時，0時 刻節(jié)點j的穩(wěn)定性因子為0。
[0112] 啟動定時器，節(jié)點廣播攜帶節(jié)點的穩(wěn)定性因子的信息給同組內(nèi)的鄰居節(jié)點，并接 收同組內(nèi)鄰居節(jié)點發(fā)送的攜帶穩(wěn)定性因子的信息，將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對 應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭，當(dāng)定時器超時時，向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息，生成一 跳簇。
[0113] 接收到簇頭申明信息的非簇頭節(jié)點W-跳廣播方式發(fā)送入簇申請信息，申請入 簇，當(dāng)接收到非簇頭節(jié)點發(fā)送的入簇申請信息后，判斷非簇節(jié)點和簇頭節(jié)點是否為同一組 節(jié)點，即當(dāng)入簇申請信息對應(yīng)的非簇頭節(jié)點所在組與接收入簇簇頭所在組相同時，具體W 單播方式向發(fā)送入簇申請信息的非簇頭節(jié)點發(fā)送允許入簇的應(yīng)答信息。當(dāng)非簇頭節(jié)點接收 到簇頭發(fā)送的允許入簇的應(yīng)答信息時，加入該簇，若節(jié)點沒有收到任何簇頭節(jié)點發(fā)送的與 允許入簇的應(yīng)答信息，則該節(jié)點單獨成簇，當(dāng)所有節(jié)點分簇成功，則網(wǎng)絡(luò)分簇成功。
[0114] 請參閱圖6,提供一種實施方式的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，包括：
[0115] 獲取模塊100,用于獲取節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始能量W及節(jié)點的鄰居節(jié)點的 個數(shù)。
[0116] 為了提高分簇方法的穩(wěn)定性，考慮了節(jié)點的剩余能量和節(jié)點度，可通過能量管理 單元獲取節(jié)點能量信息，通過節(jié)點間的信息交換可獲取鄰居節(jié)點信息，即可獲知節(jié)點的鄰 居節(jié)點的個數(shù)。
[0117] 分組模塊200,用于獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā)送至 節(jié)點的廣播信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，并根據(jù)鄰居節(jié)點的速度、方向W及 位置、預(yù)設(shè)移動性條件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果。
[0118] 在本實施例中，所有節(jié)點向其鄰居節(jié)點發(fā)送廣播信息包，并接收鄰居節(jié)點發(fā)送的 廣播信息包，接收的鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包攜帶鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置，從 而，節(jié)點可獲知鄰居節(jié)點在當(dāng)前時刻的速度、方向W及所處位置。同樣，節(jié)點在向鄰居節(jié)點 發(fā)送廣播信息包時，攜帶了節(jié)點自身的速度、方向和位置，W告知其鄰居節(jié)點當(dāng)前時刻節(jié)點 的速度、方向W及位置。
[0119] 當(dāng)節(jié)點接收鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包后，根據(jù)鄰居節(jié)點的速度、方向和位置、節(jié) 點自身的速度、方向和位置、W及預(yù)設(shè)移動性條件，進(jìn)行節(jié)點分組，即將移動自組織網(wǎng)中的 節(jié)點分為不同組，組內(nèi)包含至少一個節(jié)點，且獲得的分組結(jié)果是滿足預(yù)設(shè)移動性條件的，即 將滿足預(yù)設(shè)移動性條件的節(jié)點分到同一組。通過對節(jié)點W及鄰居節(jié)點的速度、方向W及位 置的比較，判斷是否屬于同一組，即判斷節(jié)點之間是否滿足預(yù)設(shè)移動性條件，若不滿足，節(jié) 點不屬于同一組，丟棄廣播信息包，若滿足，節(jié)點屬于同一組。在本實施例中，預(yù)設(shè)移動性條 件為速度絕對值之比大于預(yù)設(shè)值且小于預(yù)設(shè)值的導(dǎo)數(shù)W及位置的矢量的夾角大于或等于0 度且小于或等于90度的節(jié)點劃分為同一組。
[0120] 計算模塊300,用于根據(jù)節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始能量、節(jié)點的鄰居節(jié)點的個 數(shù)W及當(dāng)前時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W 及節(jié)點的移動性參數(shù)值，并根據(jù)節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W及節(jié)點的移動性 參數(shù)值，計算節(jié)點的穩(wěn)定性因子。
[0121] 由于在分簇過程中，節(jié)點的能量對分簇后網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性有較大影響，為了提高網(wǎng) 絡(luò)穩(wěn)定性，考慮節(jié)點的能量，即根據(jù)節(jié)點的剩余能量W及節(jié)點的原始能量，計算節(jié)點的剩余 能量參數(shù)值，由于作為簇頭的節(jié)點需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，對其能量有一定要求，通過考 慮節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，有效確保分簇過程中簇頭的能量。即剩余能量參數(shù)值越大，選為 簇頭的可能性越大。另外，還考慮了節(jié)點的節(jié)點度，節(jié)點度是與節(jié)點相關(guān)的邊的條數(shù)有關(guān)， 也就是說，和鄰居節(jié)點的個數(shù)有關(guān)，節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)越多，表示與節(jié)點相關(guān)的節(jié)點數(shù)越 多，節(jié)點度越大，W節(jié)點度較大的節(jié)點作為簇頭的網(wǎng)絡(luò)越穩(wěn)定。移動性參數(shù)表示節(jié)點移動性 大小的指標(biāo)，移動性參數(shù)值越大，節(jié)點相對鄰居節(jié)點的移動性越小，即節(jié)點的移動性越小， 通過計算移動性參數(shù)值，為后續(xù)穩(wěn)定性因子計算提供依據(jù)，后續(xù)通過比較穩(wěn)定性因子大小 選取簇頭，從而在分簇過程中選擇簇頭時考慮了節(jié)點的移動性，能提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
[0122] 簇頭選擇模塊400,用于根據(jù)分組結(jié)果，向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶節(jié)點的穩(wěn)定性因 子的信息，將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭。
[0123] 與同組的節(jié)點相比，具有相對較低的移動性、富有的剩余能量W及較高的節(jié)點度， 即移動性參數(shù)越大、剩余能量參數(shù)值越大W及節(jié)點度越大，節(jié)點越有可能成為簇頭。節(jié)點向 組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶穩(wěn)定性因子的信息，W告知同組內(nèi)的其他節(jié)點該節(jié)點的穩(wěn)定性因 子，從而實現(xiàn)組內(nèi)節(jié)點相互知道穩(wěn)定性因子，為后續(xù)對穩(wěn)定因子大小比較做準(zhǔn)備。然后，將 分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭。
[0124] 分簇模塊500，用于將分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，將移動 自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇。
[0125] 每個組獲得一個簇頭，單個組內(nèi)可能還存在其他非簇頭節(jié)點，從而將單個組內(nèi)非 簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，形成單個簇，每個組進(jìn)行類似的非簇頭節(jié)點入簇過程，形成 多個簇。然而，移動自組織網(wǎng)中并不是所有非簇頭節(jié)點都能入簇成功，可能存在未入簇的非 簇頭節(jié)點，從而需要遍歷移動自組織網(wǎng)中節(jié)點，將移動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單 獨成簇，運(yùn)樣可實現(xiàn)移動自組織網(wǎng)中所有節(jié)點分簇成功。
[0126] 上述移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，根據(jù)鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包、預(yù)設(shè)移動性條 件W及節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，計算節(jié)點的 節(jié)點度，計算節(jié)點的移動性參數(shù)值;根據(jù)剩余能量參數(shù)值、節(jié)點度W及移動性參數(shù)值，計算 節(jié)點的穩(wěn)定性因子;將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭，將各 組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，將移動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇， 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分簇。在上述移動自組織網(wǎng)的分簇過程中，將滿足預(yù)設(shè)移動性條件的節(jié)點分 為同一組，確保組內(nèi)節(jié)點有相似的移動性，W提高分簇的穩(wěn)定性，節(jié)點穩(wěn)定因子考慮了移動 性參數(shù)值，且同時考慮了剩余能量W及節(jié)點度，從而根據(jù)節(jié)點穩(wěn)定性因子選擇的簇頭節(jié)點 是在考慮著=個因素情況下的最優(yōu)節(jié)點，獲得簇頭節(jié)點后，進(jìn)行非簇頭節(jié)點分簇，從而可提 高分簇穩(wěn)定性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分簇后的穩(wěn)定性。
[0127] 請參閱圖7,在其中一個實施例中，計算模塊300包括：
[0128] 能量節(jié)點度計算單元310,用于根據(jù)節(jié)點的剩余能量W及節(jié)點的原始能量，計算節(jié) 點的剩余能量參數(shù)值，并根據(jù)節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)，計算節(jié)點的節(jié)點度。
[0129] 通過計算節(jié)點的剩余能量參數(shù)，從而，在后續(xù)分簇過程中選擇簇頭時，考慮了節(jié)點 的能量，通過計算節(jié)點的節(jié)點度，從而在后續(xù)分簇過程中選擇簇頭時，還考慮了節(jié)點度。
[0130] 預(yù)測單元320,用于根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，計算當(dāng)前時刻節(jié)點 與其鄰居節(jié)點之間的距離，預(yù)測下一時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，并獲取預(yù)測的下一時 刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間的距離。
[0131] 由于通過節(jié)點間的信息交換，節(jié)點可知當(dāng)前時刻鄰居節(jié)點的速度、方向W及位置， 從而，可計算當(dāng)前時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間的距離，在節(jié)點獲知當(dāng)前時刻節(jié)點鄰居 節(jié)點的速度、方向W及位置的距離基礎(chǔ)上，預(yù)測下一時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，從而 可預(yù)測下一時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間的距離。
[0132] 移動性參數(shù)計算單元330,用于根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離、預(yù)測的 下一時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間的距離W及節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)，計算節(jié)點的移動性參數(shù) 值。
[0133] 由于節(jié)點的移動性參數(shù)值是根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間距離、預(yù)測 的下一時刻節(jié)點分別與其鄰居節(jié)點之間的距離W及節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)計算獲得的，從 而，節(jié)點的移動性參數(shù)值既考慮了當(dāng)前時刻節(jié)點的位置，又考慮了下一時刻節(jié)點的位置，即 描述了節(jié)點的移動性。
[0134] 穩(wěn)定性因子計算單元340,用于根據(jù)節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W及節(jié) 點的移動性參數(shù)值，計算節(jié)點的穩(wěn)定性因子。
[0135] 由于移動性參數(shù)值描述了節(jié)點的移動性，剩余能量參數(shù)值描述的是節(jié)點剩余能 量，節(jié)點度是和鄰居節(jié)點相關(guān)的參數(shù)，從而，穩(wěn)定性因子是采用移動性參數(shù)值作為選擇簇頭 的基礎(chǔ)上，同時加入節(jié)點的剩余能量和節(jié)點度計算出的綜合值，W確保選擇的簇頭穩(wěn)定，從 而提高分簇后網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
[0136] 由于移動性參數(shù)值描述了節(jié)點的移動性，剩余能量參數(shù)值描述的是節(jié)點剩余能 量，節(jié)點度是和鄰居節(jié)點相關(guān)的參數(shù)，從而，穩(wěn)定性因子是采用移動性參數(shù)值作為選擇簇頭 的基礎(chǔ)上，同時加入節(jié)點的剩余能量和節(jié)點度計算出的綜合值，W確保選擇的簇頭穩(wěn)定，從 而提高分簇后網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
[0137] 在本實施例中，還設(shè)置定時器，即計算模塊300根據(jù)節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始 能量、節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)W及當(dāng)前時刻節(jié)點的速度、方向W及位置，計算節(jié)點的剩余能 量參數(shù)值、節(jié)點的節(jié)點度W及節(jié)點的移動性參數(shù)值，并根據(jù)節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、節(jié)點的 節(jié)點度W及節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算節(jié)點的穩(wěn)定性因子之后，簇頭申明發(fā)送模塊400向組 內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶節(jié)點的穩(wěn)定性因子的信息，將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng) 的節(jié)點分別作為簇頭，并分別向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息之前，啟動定時器，簇 頭申明發(fā)送模塊400具體向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶穩(wěn)定性因子的信息，將分組結(jié)果中各組 內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭，當(dāng)定時器超時，則分別向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點 發(fā)送簇頭申明信息。即實現(xiàn)組內(nèi)簇頭定時發(fā)送簇頭申明信息。
[0138] 請參閱圖8，在其中一個實施例中，移動性參數(shù)計算單元330包括：
[0139] 第一計算單元331，用于根據(jù)當(dāng)前時刻節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離W及預(yù)測的下 一時刻節(jié)點與節(jié)點的鄰居節(jié)點之間的距離，計算節(jié)點相對于節(jié)點的每個鄰居節(jié)點的移動度 量值。
[0140] 移動度量值描述了節(jié)點相對于其鄰居節(jié)點的移動性，移動度量值越大，節(jié)點相對 于該鄰居節(jié)點的移動性越大，若節(jié)點i有j個鄰居節(jié)點，則分別計算節(jié)點i相對于j個鄰居節(jié) 點的移動度量值，即獲得j個移動度量值。
[0141] 第二計算單元332,用于根據(jù)節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)W及節(jié)點的移動度量值，計算節(jié) 點的平均移動度量值。
[0142] 獲得節(jié)點相對于該節(jié)點的每個鄰居節(jié)點的移動度量值后，求其平均值，獲得平均 移動量值。
[0143] 第=計算單元333,用于對節(jié)點的平均移動度量值取倒數(shù)，獲得節(jié)點的移動性參數(shù) 值。
[0144] 由于節(jié)點相對于某個鄰居節(jié)點的移動度量值越大，表示節(jié)點相對于該鄰居節(jié)點移 動性較大，平均移動度量值越大，節(jié)點移動性越大，然而，移動參數(shù)值為平均移動度量值取 的倒數(shù)，移動參數(shù)值越大，其移動性越小，越穩(wěn)定。
[0145] 請參閱圖9,在其中一個實施例中，分簇模塊500包括：
[0146] 簇頭申明發(fā)送單元510,用于分別向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息。
[0147] 將分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭后，并分別向同組 內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息，W告知同組內(nèi)非簇頭節(jié)點其為簇頭。
[0148] 應(yīng)答單元520,用于獲取非簇頭節(jié)點響應(yīng)簇頭申明信息反饋的入簇申請信息，解析 入簇申請信息，識別非簇頭節(jié)點所在組，當(dāng)非簇頭節(jié)點所在組與簇頭所在組相同時，向非簇 頭節(jié)點發(fā)送允許入簇的應(yīng)答信息。
[0149] 接收到簇頭申明信息的非簇頭節(jié)點發(fā)送入簇申請信息，申請入簇，具體地，非簇頭 節(jié)點W-跳廣播方式發(fā)送入簇申請信息。當(dāng)接收到非簇頭節(jié)點發(fā)送的入簇申請信息后，對 入簇申請信息進(jìn)行解析，獲取非簇頭節(jié)點所在組，再判斷非簇節(jié)點和簇頭節(jié)點是否屬于同 一組，即當(dāng)入簇申請信息對應(yīng)的非簇頭節(jié)點所在組與接收入簇簇頭所在組相同時，具體W 單播方式向發(fā)送入簇申請信息的非簇頭節(jié)點發(fā)送允許入簇的應(yīng)答信息。
[0150] 分簇單元530,用于將接收到允許入簇的應(yīng)答信息的非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所 在簇，將沒有接收到允許入簇的應(yīng)答信息的非簇頭節(jié)點單獨成簇，直到移動自組織網(wǎng)中所 有節(jié)點分簇成功。
[0151] 當(dāng)非簇頭節(jié)點接收到簇頭發(fā)送的允許入簇的應(yīng)答信息時，加入該簇，若節(jié)點沒有 收到任何簇頭節(jié)點發(fā)送的與允許入簇的應(yīng)答信息，則該節(jié)點單獨成簇，當(dāng)所有節(jié)點分簇成 功，則網(wǎng)絡(luò)分簇成功。
[0152] 在其中一個實施例中，上述移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)還包括：
[0153] 初始化模塊，用于初始化移動自組織網(wǎng)中節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號、組標(biāo)識號W及簇頭 標(biāo)識號。
[0154] 即在還未分組和分簇時，對節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號、組標(biāo)識號W及簇頭標(biāo)識號進(jìn)行初 始化。在本實施例中，為每個節(jié)點分配唯一的節(jié)點標(biāo)識號，W示與其他節(jié)點的不同，節(jié)點的 組標(biāo)識號W及簇頭標(biāo)識號均初始化為節(jié)點標(biāo)識號，即初始化時，將節(jié)點標(biāo)識號分配給節(jié)點 的組標(biāo)識號和簇頭標(biāo)識號。例如，網(wǎng)絡(luò)中有3個節(jié)點，首先，為每個節(jié)點分配一個節(jié)點標(biāo)識 號，分別為1、2、3,則各節(jié)點的組標(biāo)識號初始化為1、2、3,簇頭標(biāo)識號同理初始化為1、2、3。 [01W]在其中一個實施例中，上述移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)還包括：
[0156] 組標(biāo)識號更新模塊，用于將分組結(jié)果中各組內(nèi)節(jié)點的組標(biāo)識號更新為對應(yīng)組內(nèi)最 小組標(biāo)識號。
[0157] 分組后，同一組內(nèi)可能包括多個節(jié)點，然而，運(yùn)些節(jié)點在初始化時的組標(biāo)識號是不 同的，現(xiàn)在被分為同一組，應(yīng)當(dāng)具有相同的組標(biāo)識號，從而，將組內(nèi)節(jié)點的組標(biāo)識號統(tǒng)一更 新為同一組標(biāo)識號，即更新為組內(nèi)最小組標(biāo)識號。
[0158] 簇頭標(biāo)識號更新模塊，用于將各簇內(nèi)節(jié)點的簇頭標(biāo)識符更新為對應(yīng)簇頭節(jié)點的簇 頭標(biāo)識符。
[0159] 分簇后，同一簇內(nèi)可能包含多個節(jié)點，運(yùn)些節(jié)點在初始化時的簇頭標(biāo)識號是不同 的，現(xiàn)在被分為同一簇，應(yīng)當(dāng)具有相同的簇頭標(biāo)識號，從而，將各簇內(nèi)節(jié)點的簇頭標(biāo)識符統(tǒng) 一更新為簇中簇頭標(biāo)識號。
[0160] 移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)為實現(xiàn)上述移動自組織網(wǎng)的分簇方法的系統(tǒng)，利用移動 自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分簇時的過程與上述移動自組織網(wǎng)的分簇方法類似，設(shè) 及的公式也相同，從而，在次不在寶述。
[0161] W上實施例的各技術(shù)特征可W進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例 中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要運(yùn)些技術(shù)特征的組合不存在矛 盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0162] W上實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能 因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)，運(yùn)些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種移動自組織網(wǎng)的分簇方法，其特征在于，包括如下步驟： 獲取節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的原始能量以及節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)； 獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至所述節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)所述鄰居節(jié)點發(fā)送至所述節(jié)點的廣 播信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向以及位置，并根據(jù)所述鄰居節(jié)點的速度、方向以及位 置、預(yù)設(shè)移動性條件以及所述節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果； 根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量、所述節(jié)點的原始能量、所述節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)以及當(dāng) 前時刻所述節(jié)點的速度、方向以及位置，計算所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的節(jié)點 度以及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，并根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的節(jié)點度 以及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子； 根據(jù)所述分組結(jié)果，向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子的信息，將所述 分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭； 將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)所述簇頭所在簇，將移動自組織網(wǎng)中未 入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動自組織網(wǎng)的分簇方法，其特征在于，所述根據(jù)所述節(jié)點的 剩余能量、所述節(jié)點的原始能量、所述節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)以及當(dāng)前時刻所述節(jié)點的速 度、方向以及位置，計算所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的節(jié)點度以及所述節(jié)點的移 動性參數(shù)值，并根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的節(jié)點度以及所述節(jié)點的移動 性參數(shù)值，計算所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子的步驟包括： 根據(jù)節(jié)點的剩余能量以及節(jié)點的原始能量，計算所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值，并根據(jù) 所述節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)，計算所述節(jié)點的節(jié)點度； 根據(jù)當(dāng)前時刻所述節(jié)點的速度、方向以及位置，計算當(dāng)前時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點 之間的距離，預(yù)測下一時刻所述節(jié)點的速度、方向以及位置，并獲取預(yù)測的下一時刻所述節(jié) 點與其鄰居節(jié)點之間的距離； 根據(jù)當(dāng)前時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離、所述預(yù)測的下一時刻所述節(jié)點與其鄰 居節(jié)點之間的距離以及所述節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)，計算所述節(jié)點的移動性參數(shù)值； 根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的節(jié)點度以及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值， 計算所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動自組織網(wǎng)的分簇方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前時刻所 述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離、所述預(yù)測的下一時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間的距離以 及所述節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)，計算所述節(jié)點的移動性參數(shù)值的步驟包括： 根據(jù)當(dāng)前時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離以及所述預(yù)測的下一時刻所述節(jié)點與 所述節(jié)點的鄰居節(jié)點之間的距離，計算所述節(jié)點相對于所述節(jié)點的每個鄰居節(jié)點的移動度 量值； 根據(jù)所述節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)以及所述節(jié)點的移動度量值，計算所述節(jié)點的平均移動 度量值； 對所述節(jié)點的平均移動度量值取倒數(shù)，獲得所述節(jié)點的移動性參數(shù)值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動自組織網(wǎng)的分簇方法，其特征在于，所述將所述分組結(jié)果 中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)所述簇頭所在簇，將移動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單 獨成簇的步驟包括： 分別向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息； 獲取所述非簇頭節(jié)點響應(yīng)所述簇頭申明信息反饋的入簇申請信息，解析所述入簇申請 信息，識別所述非簇頭節(jié)點所在組，當(dāng)所述非簇頭節(jié)點所在組與所述簇頭所在組相同時，向 所述非簇頭節(jié)點發(fā)送允許入簇的應(yīng)答信息； 將接收到所述允許入簇的應(yīng)答信息的所述非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所在簇，將沒有接 收到所述允許入簇的應(yīng)答信息的所述非簇頭節(jié)點單獨成簇，直到移動自組織網(wǎng)中所有節(jié)點 分簇成功。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動自組織網(wǎng)的分簇方法，其特征在于，所述接收鄰居節(jié)點發(fā) 送的廣播信息包，并根據(jù)所述鄰居節(jié)點發(fā)送的廣播信息包、預(yù)設(shè)移動性條件以及節(jié)點的位 置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得分組結(jié)果的步驟之前還包括： 初始化所述移動自組織網(wǎng)中節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號、組標(biāo)識號以及簇頭標(biāo)識號。6. -種移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取所述節(jié)點的剩余能量、所述節(jié)點的原始能量以及所述節(jié)點的鄰居 節(jié)點的個數(shù)； 分組模塊，用于獲取鄰居節(jié)點發(fā)送至所述節(jié)點的廣播信息包，根據(jù)所述鄰居節(jié)點發(fā)送 至所述節(jié)點的廣播信息包獲取鄰居節(jié)點的速度、方向以及位置，并根據(jù)所述鄰居節(jié)點的速 度、方向以及位置、預(yù)設(shè)移動性條件以及所述節(jié)點的位置、速度和方向，進(jìn)行節(jié)點分組，獲得 分組結(jié)果； 計算模塊，用于根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量、所述節(jié)點的原始能量、所述節(jié)點的鄰居節(jié)點 的個數(shù)以及當(dāng)前時刻所述節(jié)點的速度、方向以及位置，計算所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所 述節(jié)點的節(jié)點度以及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，并根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述 節(jié)點的節(jié)點度以及所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子； 簇頭選擇模塊，用于根據(jù)所述分組結(jié)果，向組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送攜帶所述節(jié)點的穩(wěn)定性 因子的信息，將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)最大穩(wěn)定性因子對應(yīng)的節(jié)點分別作為簇頭； 分簇模塊，用于將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)所述簇頭所在簇，將移 動自組織網(wǎng)中未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇將所述分組結(jié)果中各組內(nèi)非簇頭節(jié)點加入對 應(yīng)所述簇頭所在簇，遍歷移動自組織網(wǎng)中節(jié)點，將未入簇的非簇頭節(jié)點單獨成簇。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，其特征在于，所述計算模塊包括： 能量節(jié)點度計算單元，用于根據(jù)節(jié)點的剩余能量以及節(jié)點的原始能量，計算所述節(jié)點 的剩余能量參數(shù)值，并根據(jù)所述節(jié)點的鄰居節(jié)點的個數(shù)，計算所述節(jié)點的節(jié)點度； 預(yù)測單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻所述節(jié)點的速度、方向以及位置，計算當(dāng)前時刻所述節(jié)點 與其鄰居節(jié)點之間的距離，預(yù)測下一時刻所述節(jié)點的速度、方向以及位置，并獲取預(yù)測的下 一時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間的距離； 移動性參數(shù)計算單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離、所述預(yù)測 的下一時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間的距離以及所述節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)，計算所述節(jié) 點的移動性參數(shù)值； 穩(wěn)定性因子計算單元，用于根據(jù)所述節(jié)點的剩余能量參數(shù)值、所述節(jié)點的節(jié)點度以及 所述節(jié)點的移動性參數(shù)值，計算所述節(jié)點的穩(wěn)定性因子。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)定性因子計算 單元包括： 第一計算單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻所述節(jié)點與其鄰居節(jié)點之間距離以及所述預(yù)測的下 一時刻所述節(jié)點與所述節(jié)點的鄰居節(jié)點之間的距離，計算所述節(jié)點相對于所述節(jié)點的每個 鄰居節(jié)點的移動度量值； 第二計算單元，用于根據(jù)所述節(jié)點的鄰居節(jié)點個數(shù)以及所述節(jié)點的移動度量值，計算 所述節(jié)點的平均移動度量值； 第三計算單元，用于對所述節(jié)點的平均移動度量值取倒數(shù)，獲得所述節(jié)點的移動性參 數(shù)值。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，其特征在于，所述分簇模塊包括： 簇頭申明發(fā)送單元，用于分別向同組內(nèi)非簇頭節(jié)點發(fā)送簇頭申明信息； 應(yīng)答單元，用于獲取所述非簇頭節(jié)點響應(yīng)所述簇頭申明信息反饋的入簇申請信息，解 析所述入簇申請信息，識別所述非簇頭節(jié)點所在組，當(dāng)所述非簇頭節(jié)點所在組與所述簇頭 所在組相同時，向所述非簇頭節(jié)點發(fā)送允許入簇的應(yīng)答信息； 分簇單元，用于將接收到所述允許入簇的應(yīng)答信息的所述非簇頭節(jié)點加入對應(yīng)簇頭所 在簇，將沒有接收到所述允許入簇的應(yīng)答信息的所述非簇頭節(jié)點單獨成簇，直到移動自組 織網(wǎng)中所有節(jié)點分簇成功。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動自組織網(wǎng)的分簇系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 初始化模塊，用于初始化所述移動自組織網(wǎng)中節(jié)點的節(jié)點標(biāo)識號、組標(biāo)識號以及簇頭 標(biāo)識號。
【文檔編號】H04W40/20GK105848241SQ201610164800
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】毛為民, 姜智堅, 王萍修, 王浩, 王素杰, 何智星, 陳伯龍
【申請人】廣州供電局有限公司