[发明专利]基于Bubble框架的Ad Hoc网络分簇方法及装置

权利要求书

1.基于Bubble框架的Ad Hoc网络分簇方法，其特征在于，该分簇方法包括以下步骤：

S1：获取Ad Hoc无线通信网络的信息，判断Ad Hoc无线通信网络类型，若所述Ad Hoc无线通信网络类型为分层组网方式，则执行步骤S2；

S2：采用基于分治思想的网络网格化算法对所述Ad Hoc无线通信网络的网络拓扑进行网格化处理，得到处理后的网络拓扑；

S3：对处理后的网络拓扑选择初始簇头，以簇头节点为起点进行簇增长；以优化目标为基准进行边界节点迁移，并更新簇头节点；直至所述簇头节点不在发生变化为止，得到分簇结果；

步骤S1中所述Ad Hoc无线通信网络的信息包括簇头节点、簇内节点和通信频率；

分层组网方式的Ad Hoc无线通信网络包括单频分层网络和多频分层网络；所述单频分层网络指网络中使用单一频率进行各个簇内部的通信交互和簇间节点的通信交互；所述多频分层网络指不同层的节点采用多个频率进行通信，其中，簇头节点和簇内节点进行内部通信时使用第一通信频率，簇头节点之间形成的高一层网络之间进行通信时使用第二通信频率，且第一通信频率和第二通信频率不同；

步骤S2包括以下子步骤：

S21：把所述Ad Hoc无线通信网络建模成一个无向图G＝(N,E)，其中N＝{n₁,n₂,...,n_M}表示网络的M个节点，E＝{e_ij}表示节点n_i和节点n_j间的业务需求，其中i,j＝1,2,…,M,|E|＝M²；如果|N|＜k，采用暴力搜索的方法对G进行网格化，得到网格化结果M、网格上下左右的边界节点N_a,N_b,N_c,N_d；其中，k为进行暴力搜索网格化的节点个数阈值；

S22：将G中所有节点按坐标均匀切割为4份G₁,G₂,G₃,G₄，对以上每份区域进行网格化处理，得到每份区域处理后的网络拓扑；

S23：根据步骤S22得到的每份区域处理后的网络拓扑进行合并，使网络中任意两条边是否相交，得到网格化结果M,N_a,N_b,N_c,N_d；

步骤S3中选择初始簇头包括：

从最小度的节点开始广度优先搜索BFS，并搜索距离此起点最远的节点，这个节点被选为第一个簇头；

重复执行从开始至此发现的所有簇头中同时进行广度优先搜索，以确定距离所有簇头最远的节点，把它作为下一个簇头；直至所有的节点遍历完为止；

步骤S3中簇增长的判断方法为：

在每个簇内，检查其簇内成员节点是否与自由节点是否相邻，其中自由节点指未被选择的节点；

若簇内成员节点与自由节点相邻，则从所有包含相邻节点的簇中选择最小的簇，进行簇增长，及选择与其簇头的欧几里德距离最近的自由节点加入簇；

重复执行以上操作，直至网络中无自由节点为止。

2.根据权利要求1所述的基于Bubble框架的Ad Hoc网络分簇方法，其特征在于，该分簇方法应用于无人机工作的拒止空间网络通信中；所述拒止空间指军事环境中的强干扰空间。

3.基于权利要求1至2中任一所述的分簇方法的分簇装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取Ad Hoc无线通信网络的信息，并判断Ad Hoc无线通信网络类型，若所述Ad Hoc无线通信网络类型为分层组网方式，则把所述Ad Hoc无线通信网络的信息转送至网络网格化处理单元；

网络网格化处理单元，用于采用基于分治思想的网络网格化算法对所述Ad Hoc无线通信网络的网络拓扑进行网格化处理，得到处理后的网络拓扑；

分簇处理单元，用于对处理后的网络拓扑选择初始簇头，以簇头节点为起点进行簇增长；以优化目标为基准进行边界节点迁移，并更新簇头节点；直至所述簇头节点不在发生变化为止，得到分簇结果；

输出单元，用于输出所述分簇结果。