[发明专利]适用于自组织网络的分布式自适应分簇方法

权利要求书

1.一种适用于自组织网络的分布式自适应分簇方法，具有如下技术特征：在自组织网络中，每个网络节点构建依据自组织网络协议与邻居节点周期性地进行控制信息交互的环境感知、自学习和自决策三大功能模块，执行簇头选择流程、簇头替换流程、簇头切换流程、分簇裂变流程和分簇合并流程；各个网络节点在本节点的控制周期内利用无线传输模块与邻居节点交互控制信息的能力，通过无线接收单元接收邻居节点的分簇控制信息，分簇控制信息包括源节点ID、分簇状态及目的节点ID、连通簇头集合和邻居列表，并将无线接收单元获取到的邻居节点的分簇控制信息上报到环境感知功能模块；环境感知功能模块对所有邻居节点的分簇控制信息依据邻居列表、分簇状态、连通簇头集合和簇头权值四种类别进行分类存储，在每一个控制周期内统计邻居节点的分簇控制信息，从邻居列表信息构建本节点两跳范围内的物理拓扑结构，从分簇状态信息统计所有邻居节点的分簇角色以及正在执行的分簇操作，从连通簇头集合信息汇总所有邻居节点能够连通的簇头的并集，依据簇头权值信息对本节点的所有邻居节点按照适合担任簇头的程度进行排序，并将本节点两跳范围内的邻居列表信息、分簇状态信息、连通簇头集合信息和簇头权值信息上报给自学习功能模块；自学习功能模块利用环境感知功能模块获得的邻居节点的分簇控制信息，依据预定义的簇头替换条件、成功入簇条件、簇头切换条件、分簇裂变条件、邻居合并状态、本簇是否裂变、簇头是否切换、分簇合并条件共八种状态转移条件，以及本节点的连通簇头集合更新规则和候选簇头集合更新规则共两个簇头集合更新规则，将所有邻居节点的分簇控制信息提炼成包含八种状态转移条件的判断结果和两个簇头集合的更新结果的局部网络的分簇状态变化信息，并将局部网络的分簇状态变化信息传输给自决策功能模块；自决策功能模块利用自学习功能提炼的局部网络的分簇状态变化信息，依据本节点当前的分簇角色以及相应的分簇状态转移条件，循环执行簇头选择流程、簇头替换流程、簇头切换流程、分簇裂变流程和分簇合并流程，并调整本节点的分簇状态，更新簇头选择。

2.如权利要求1所述的适用于自组织网络的分布式自适应分簇方法其特征在于：在簇头选择流程中，待入簇节点能够依据候选簇头集合选择加入簇头权值较高的簇头或者提升本节点为簇头节点；在簇头替换流程中，当网络节点依据两跳范围内邻居列表信息发现本节点的邻居节点及本节点组成的集合是某个邻居簇头及其邻居节点组成的集合的真超集时，能够自适应地将本节点的分簇角色提升为簇头节点；在簇头切换流程中，当簇头节点依据两跳范围内邻居列表信息发现本节点的所有邻居簇头之间是连通的并且所有邻居簇头以及它们的邻居节点的并集是本节点及本节点的邻居节点组成的集合的超集时，能够自适应地将本节点的分簇角色设置为簇成员节点并通知本簇的簇成员进行簇头切换。

3.如权利要求1所述的适用于自组织网络的分布式自适应分簇方法其特征在于：分簇控制信息包含邻居节点的簇头权值、分簇状态及目的节点ID、连通簇头集合和邻居列表，其中，簇头权值表示该邻居节点适合担任簇头节点的程度，簇头权值越高的节点越适合在自组织网络中担任簇头节点；分簇状态包含申请入簇、簇成员、簇头、簇头替换、簇头切换、分簇裂变和分簇合并种状态，分簇状态及目的节点ID表明了该邻居节点的分簇角色与该邻居节点正在执行的分簇操作以及配合其完成分簇操作的目的节点；连通簇头集合包含了邻居节点能够连通的所有簇头节点，以用于判断分簇结构在自组织网络中的连通性；邻居列表包含邻居节点的所有邻居节点，表明了邻居节点在自组织网络中的局部拓扑结构。