[发明专利]一种无线传感器网络中聚簇重构的负载均衡方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络中聚簇重构的负载均衡方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将无线传感器网络节点集合划分成为多个子集合，将一个节点在单跳传输距离内没有簇头的概率称为孤立概率，将许多帧构成的周期称为轮；

（2）将聚簇重构的负载均衡方法划分为稳态和重构两个阶段；

（3）在稳态阶段，进行初始化轮数、簇头、消息数，当前轮接受原始数据和消息数；

（4）在重构阶段，第1轮随机创建簇头集合；

（5）在重构阶段的其余轮，根据簇中的簇头和节点数能满足相关阈值条件，从节点子集中选择一个最多剩余能量的节点为簇头；

（6）在重构阶段的其余轮，根据当前簇头所满足的条件，或者广播消息，或者标记接受消息数，重新选择簇头；

（7）运用平衡因子作为负载均衡的衡量标准，来均衡化网络内的能量消耗并减少通信拥塞。

2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络中聚簇重构的负载均衡方法，其特征在于所述步骤（1）中，将无线传感器网络节点集合划分成为多个子集合；每个子集合称为一个簇，并具备一个簇头；每个簇由簇头节点负责全局路由，其它节点从簇头处接受数据或通过簇头发数据。

3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络中聚簇重构的负载均衡方法，其特征在于所述步骤（2）中，将聚簇重构的负载均衡方法，划分为稳态和重构两个阶段；其中，轮为包含稳态阶段和重构阶段的周期；稳态阶段被划分为许多帧，每一帧的所有节点传送原始数据到各自的簇头中去；孤立概率为单跳环境中一个节点在传输距离内没有簇头的概率；消息数为所有节点收到消息后，记下的一个节点传输距离内的消息数目。

4.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络中聚簇重构的负载均衡方法，其特征在于所述步骤（3）中，在稳态阶段，初始化轮数、簇头、消息数，当前轮接受原始数据和消息数；在稳态阶段，第i个簇中的节点发送原始数据包括消息数和剩余能量的索引信息到簇头v_i(m)中去；通过节点数据的聚合，v_i(m)能获得它所在簇中的节点n_i(m)；创建节点子集为v_i(m)在它所在的簇中创建的节点集合，记为Q_i(m)；

①如果消息数可接受则嫁接节点到元素子集并更新参数；

②如果消息数不可接受则将节点中非簇头节点的任务转移到簇头节点，并传输含消息数和剩余能量在内的原始数据到簇头，所有的簇头组成新的消息源节点集合。

5.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络中聚簇重构的负载均衡方法，其特征在于所述步骤（4）中，在重构阶段，第1轮随机创建簇头集合；

如果m=1，随机地创建簇头集合V(m)；

在下一轮的重构阶段中，确定一个新的簇头集合V(m+1)；通过消息如n_i(m)、和节点的剩余能量，在每个v_i(m)在簇中选择一个合适的节点作为簇头v_i(m＋1)。