[发明专利]一种自组织网络的组网方法

说明书

本发明公开了一种自组织网络的组网方法，其包括以下步骤：步骤一：探测消息的发送；步骤二：权重值的计算与广播；步骤三：簇头的选举；步骤四：簇成员节点加入。本发明首先在初始状态下，网络内部节点发送探测消息，各自节点计算权重值，权重值主要包括节点的相对连接度、与其他节点的相对测距值、链路信道利用率，并将权重值进行广播，在允许的组网时间内选举出各子网的簇头，其他非簇头节点加入各子网，最终组网完成，方法快速准确。

技术领域

本发明属于自组织网络技术领域，涉及一种自组织网络的组网方法。

背景技术

多节点无人平台应当具备快速自动组网、动态随机接入、网络抗毁自愈等能力。无人平台的应用中需要大规模移动节点的信息交换和协同工作。每个节点都是一个高速移动的无线节点，所有节点构成大规模移动自组织网络。该网络的建立及维护技术是此类应用的关键技术之一。

自组织网络建立的基本思想是把大规模网络节点分成多个小规模的子网，子网间通过骨干网络互联。由于子网的规模较小，易于实现快速组网和重构，也便于实现子网内的信息在骨干网节点的融合及全网信息的共享。组网过程为分布式计算过程，无需了解全网情况，只需在局部通过权重值比较等手段选举出簇头，局部形成互联子网，缩短网络建立时间。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：针对多节点无人平台快速组网通信的需要，将大规模的网络节点分解成多个小规模的子网，利用分布式计算的方法实现快速自组织组网。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种一种自组织网络的组网方法，其包括以下步骤：

步骤一：探测消息的发送；

步骤二：权重值的计算与广播；

步骤三：簇头的选举；

步骤四：簇成员节点加入。

所述步骤一中，在初始状态下，网络内部的任何节点成员均不属于任何子网，处于未分簇状态，此时节点按固定周期对外发送探测消息，探测消息的内容包括本节点ID、所有在本周期内能够接收到的其他节点ID，以及本节点此时的权重值。

所述步骤二中，计算权重值Q(i)，选举出合适的簇头，达到局部最优，进而达到全局最优；其中，权重值的计算因素分为3项：

(1)本节点的相对连接度；

(2)本节点与其他节点的相对测距值；

(3)本节点的信道带宽利用率；

Q(i)＝α*P(i)+β*1/D(i)+γ*1/Msg(i) (1)

其中α、β、γ的具体取值根据网络应用的需求选择权重，节点的平均连接度P(i)，两个节点终端之间的距离D(i)，节点i的信道带宽利用率Msg(i)。

每个节点与其他节点联通的数量越多，说明该节点可作为更多节点的中继节点，实现子网内部的互联，及子网之间簇头的信息转发；定义节点连接度C(i)：邻居节点的数量；在一定数量为N的无线网络中，节点i的连接度表示为：

其中，t_ij表示第i个节点和第j个节点的连通情况，

如果i、j节点之间一跳可达，则t_ij＝1；

如果i、j节点之间一跳不可达，则t_ij＝0；

定义节点的平均连接度P(i)：节点i通过周边节点的连接度算得本身的平均连接度，其表示为：