[发明专利]无线移动节点的随机集中式自组织分簇方法与系统

权利要求书

1.一种无线移动节点的随机集中式自组织分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一网络各节点随机竞争分簇发起者角色，发起者集中收集其他节点的适应度，由发起者根据适应度选择簇头；各节点的适应度通过以下方式得到：

其中，f为适应度，sign代表网络节点属性的趋向性，positive代表正向型属性，negative代表负向型属性，n为网络各节点参与计算适应度的属性总数，i为当前属性索引，wgt_i为属性i的权重，v_i为属性i的值，bench_i为属性i的基准值；

簇头向其他节点发送分配角色的PDU，收到分配角色的PDU的节点设为簇成员，并将簇成员的活性设为预设最大值；

通过周期性的双向心跳包动态维护簇头与簇成员之间簇关系的活性，若心跳包交互失败，则逐渐降低簇关系活性；若心跳包交互成功，则重置簇关系活性至预设最大值，当活性降至预设最小值，则解除簇关系；

若网络节点不属于或已脱离任何分簇时，当监听到其他分簇簇头发送的用于簇关系维护的心跳包，直接申请加入该分簇。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述适应度由各节点自行计算后汇总发送至所述发起者；或各节点将用于计算适应度的信息发送至发起者，发起者统一计算各节点的适应度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双向心跳包的周期通过以下方式进行确认：

其中，d为分簇内与簇头相距最远的簇成员的距离，N为分簇内簇成员的个数，x为x坐标，y为y坐标，h为簇头，I为心跳交互时钟间隔，I_base为心跳交互时钟间隔可变部分的基准值，D为簇头的信号覆盖半径，I_min为心跳交互时钟间隔的最低值，k为分簇内的第k个簇成员。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

实时计算簇头的适应度，当适应度低于预设适应度阈值时，解散分簇进行分簇重建。

5.一种无线移动节点的随机集中式自组织分簇系统，其特征在于，包括：

簇头选择模块，用于控制第一网络各节点间随机竞争分簇发起者角色，发起者集中收集其他节点的适应度，并通过发起者根据适应度选择簇头；适应度通过以下方式得到：

其中，f为适应度，sign代表网络节点属性的趋向性，positive代表正向型属性，negative代表负向型属性，n为网络各节点参与计算适应度的属性总数，i为当前属性索引，wgt_i为属性i的权重，v_i为属性i的值，bench_i为属性i的基准值；

分簇模块，与簇头选择模块相连，用于控制簇头向其他节点发送分配角色的PDU，将收到分配角色的PDU的节点设为簇成员，并将簇成员的活性设为预设最大值；

分簇关系维护模块，与所述分簇模块、所述簇头选择模块相连，用于通过周期性的双向心跳包动态维护簇头与簇成员之间簇关系的活性；其中，当心跳包交互失败时，所述分簇关系维护模块逐渐降低簇关系活性，否则重置簇关系活性至预设最大值，当活性降至预设最小值，所述分簇关系维护模块控制解除簇关系；

顺搭模块，与所述分簇关系维护模块、所述分簇模块相连，用于当检测到不属于或已脱离任何分簇时，若监听到其他分簇簇头发送的用于簇关系维护的心跳包，直接加入该分簇。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述适应度由各节点自行计算后汇总发送至所述发起者；或各讲点将用于计算适应度的信息发送至发起者，发起者统一计算各节点的适应度。