[发明专利]面向高速节点自组网的三级树形结构令牌双簇首分簇方法

权利要求书

1.一种面向高速节点自组网的三级树形结构令牌双簇首分簇方法，其特征是它包括：初始化分簇的步骤；选择各簇的簇首并建立低空、高空节点的步骤；对高空节点进行二次分簇并建立中心节点的步骤以及建立备用中心节点的步骤。

2.根据权利要求1所述的面向高速节点自组网的三级树形结构令牌双簇首分簇方法，其特征是它具体包括以下步骤：

（A）、初始化分簇的步骤；首先，为网络中每个节点分配唯一ID，使用最小ID分簇算法对网络进行初始化分簇，形成一级分簇；

（B）、选择各一级分簇的簇首并建立低空、高空节点的步骤；在各个分簇中，依据最小ID分簇算法初步选举出一级分簇的簇首节点，并在一级分簇内进行广播，簇内其他节点收到广播后，依据自己通信能力竞争簇首，竞争成功后更改一级分簇的簇首，最终产生的一级分簇的簇首节点称为高空节点，广播通知一级分簇内其他节点成为簇成员，即低空节点；

（C）、对高空节点进行二次分簇并建立中心节点的步骤：采用最小ID分簇算法对网络中所有高空节点进行二次分簇，形成二级分簇；在各个二级分簇中，依据最小ID分簇算法初步选举出二级分簇的簇首节点，并在二级分簇内进行广播，簇内其他节点收到广播后，依据自己通信能力竞争簇首，竞争成功后更改二级分簇的簇首，最终产生的二级分簇的簇首节点称为中心节点，并广播给二级分簇内其余高空节点；

（D）、建立备用中心节点的步骤：二次分簇后，在各二级分簇中选择通信能力次强的节点作为各簇的二级分簇的次簇首，各次簇首作为备用中心节点并广播给簇内其余二级分簇内的高空节点，建立三级树形结构。

3.根据权利要求2所述的面向高速节点自组网的三级树形结构令牌双簇首分簇方法，其特征是所述的步骤（B）中，在各个一级分簇和二级分簇中，簇内节点依据自己通信能力竞争簇首的方法是：

步骤一、建立各分簇节点的集合：记A={x₁,x₂......x_n}为初始化和二次分簇后，任一一级分簇和二级分簇中所有节点的集合，n为任一分簇中节点的个数；

步骤二、在任一分簇中，采用如下公式计算各节点的通信能力F(x_i)，

F(x_i)=F(af₁(x_i),bf₂(x_i),cf₃(x_i))；

其中，1≤i≤n，f₁(x_i)表示在t₀-t₁时刻，节点x_i与分簇内其余各节点建立的通信链路的利用率的均值，t₀-t₁为初始化分簇后的任一时间段；f₂(x_i)代表节点x_i与簇内其余各节点传输延迟的均值；f₃(x_i)表示节点x_i与簇内其余各节点通信出错率的均值；a，b，c为通信网络中各参数对应的加权系数。

4.根据权利要求3所述的面向高速节点自组网的三级树形结构令牌双簇首分簇方法，其特征是所述的步骤一中，设A={x₁,x₂......x_n}为任一分簇中所有节点的集合，运用NUM(·)计算集合中节点的个数NUM(A)＝n。

5.根据权利要求2所述的面向高速节点自组网的三级树形结构令牌双簇首分簇方法，其特征是所述的步骤（C）中，建立中心节点后，各中心节点向控制中心通报网络状况，控制中心产生一个令牌交给中心节点即根结点，令牌在通讯过程中使用。

6.根据权利要求2所述的面向高速节点自组网的三级树形结构令牌双簇首分簇方法，其特征是在各节点中选举出的中心节点后，由控制中心赋予令牌，节点消失则令牌重新产生，各簇内令牌在中心节点与高空节点组成的令牌环间流转，其地址为中心节点ID，环内其余节点需要使用信道传输信息，拿到令牌后使用信道，信道使用完毕释放令牌，每个节点申请使用令牌时间固定，未传递完毕信息再次申请，令牌每轮转一次，信息数加一，如果中心节点在申请使用时间完毕未收到返回令牌，则认定令牌失效，重新产生新令牌。