[发明专利]无线自组网中异构能量感知拓扑控制方法

说明书

本发明公开了无线自组网中异构能量感知拓扑控制方法，包括以下步骤：步骤1：输入异构无线自组网络G_h，该异构无线自组网络G_h由节点集V_h组成；步骤2：执行异构局部链路构建算法，生成异构链路集E_h；步骤3：计算各个链路的能量权重，对链路进行剪枝；步骤4：对节点及其邻居节点的能量进行评分，在节点与邻居节点之间的各个链路中，删除能量小于常数因子平均值的链路；步骤5：构建最终的无线自组网拓扑图。本发明能提高节点的能量消耗和能量发送效率，能够有效延长网络节点的平均生存时间。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及无线自组网中异构能量感知拓扑控制方法。

背景技术

无线自组网是由一组无线节点构成的自组织、多跳无线网络，它没有中央集中式的基础设施，被广泛应用于民用和军事领域。如：医疗行业、食品行业、农业等民用领域，以及战场通信、搜救、灾难控制等军事领域。与有线网络和蜂窝网络不同，无线自组网不需要物理骨干设施，通常由静态节点或者移动节点组成，每个节点包含一个全向天线，在其传输范围内可以将消息广播至其他节点。

虽然无线自组网可以应用于很多领域，然而，无线网络节点受到能源、计算能力、存储容量以及通信范围等资源的约束，在这些约束中，能量消耗是至关重要的。无线自组网的节点主要由电池来提供能源，而电池的能量是有限的，最先耗尽能源的节点通常决定了整个无线自组网的生存时间。为了延长网络的生存时间，需要通过拓扑控制的方法来优化无线网络的结构。如何对无线自组网进行拓扑构建、拓扑控制以及拓扑维护，成为无线自组网设计的一个重要挑战。

拓扑控制的主要目标是通过对网络拓扑结构的调整、精简与优化，达到节能并满足网络连通性、覆盖性的目的。一些研究者对同构的Ad Hoc网络拓扑控制进行了研究，在同构Ad Hoc网络中，所有的节点通常具有相同的网络属性，如电池电量、传输半径、运算能力等，一些文献基于单位圆盘模型提出了同构的拓扑控制算法，如RNG算法、Gabriel图算法、CBTC算法等被用于Ad Hoc网络的拓扑控制中，从而构建虚拟骨干。然而，在无线自组网中往往存在着异构的网络节点，同构的拓扑控制算法不能直接应用于异构Ad Hoc网络中。在异构无线自组网中，存在着大量低成本的普通节点以及小部分能量充足的簇头节点，每种类型的节点都有各自的电池能源、传输范围和存储容量，它们分散在一个地理区域并共存于异构Ad Hoc网络中。传统的拓扑控制方法没有对异构节点进行优化，

不能有效地提高异构节点的能量效率，也达不到延长无线自组网生命周期的效果。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种对异构节点进行优化、有效提高异构节点的能量效率、能够延长无线自组网生命周期的无线自组网中异构能量感知拓扑控制方法。

技术方案：本发明所述的无线自组网中异构能量感知拓扑控制方法，包括以下步骤：

步骤1：输入异构无线自组网络G_h，该异构无线自组网络G_h由节点集V_h组成；

步骤2：执行异构局部链路构建算法，生成异构链路集E_h；

步骤3：计算各个链路的能量权重，对链路进行剪枝；

步骤4：对节点及其邻居节点的能量进行评分，在节点与邻居节点之间的各个链路中，删除能量小于常数因子平均值的链路；

步骤5：构建最终的无线自组网拓扑图。

进一步，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：令i＝1；