移动自组织网的分簇方法及系统的制作方法

移动自组织网的分簇方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及移动自组织网的分簇方法及系统，首先进行节点分组，同一组内节点满足预设移动性条件，确保组内节点有相似的移动性，以提高分簇的稳定性，再计算节点的剩余能量参数值、节点的节点度以及节点的移动性参数值，计算节点的稳定性因子，将各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头，将各组内非簇头节点加入对应簇头所在簇，遍历移动自组织网中节点，将未入簇的非簇头节点单独成簇，实现网络节点分簇。由于计算稳定因子时考虑节点移动性参数值的同时考虑了剩余能量以及节点度，根据节点稳定性因子选择的簇头是在考虑了节点移动性、剩余能量以及节点度情况下的最优节点，获得簇头后，进行非簇头节点分簇，从而可提高网络分簇稳定性。
【专利说明】
移动自组织网的分簇方法及系统
技术领域
[0001] 本发明设及网络优化技术，特别是设及一种移动自组织网的分簇方法及系统。
【背景技术】
[0002] 目前，W移动自组织网络(MANET)为背景的研究广泛开展。移动自组织网是一种新 型的无框架的移动网络，采用无线通信技术，通过节点转发，实现网络内部节点在网内随意 移动而保持通信。随着移动网络的发展，人们对移动服务信息内容和形式的需求增加，移动 数据业务和多媒体业务在通信中的比重越来越多。移动自组网的自组织特性和节点移动性 特点使其可W不依赖于已有网络和其他设施而快速部署，可广泛用于军事战场信息系统建 设、民用紧急救助W及其他需要临时建立网络的场合，具有广泛的应用场景。分级的Ad Hoc 网络结构采取分簇的方法，把整个网络划分为若干的簇，每个簇由一个簇头和多个普通节 点组成，其优点是网络的可扩充性好，网络规模不受限制，路由和控制开销较小。因此，通过 良好的分簇算法将网络有效分簇，可W极大提高网络性能，具有重大意义。
[000引在研究分簇算法的过程中，主要面临W下挑战：一是节点的能量受限问题，MA肥T 网络中的节点在其运行期间通常都是依靠电池供电，所W对于网络性能来说有限的电池能 量是一个重要的问题，网内节点应尽量减少过多的能量消耗W延长网络寿命。而且簇头比 普通簇内节点承担着更多的任务，他们的电池能量消耗会更快，更可能会由于耗尽能量而 过早地退出网络，由于簇头耗尽了能量离开了网络，运样就会较早地引起网络的分割或通 信的中断。二是节点的移动性问题，移动性是MANET网络自身固有的特征之一，在MANET网络 中，节点的移动往往是引起拓扑结构改变和路由失效的主要因素，高速运动的节点是不适 合作为簇头的，因为他们的移动可能引起频繁地重新分簇，因而会进一步增多控制消息数 量，增加本来带宽就有限的无线信道的负载。因此，分簇算法中簇头的选择必须考虑节点的 剩余能量和节点移动性双重约束。
[0004] 目前，可采用一种移动Ad化C网络自主分簇及路由方法进行分簇，首先，对全网节 点依据所述节点的综合效能值进行初始化聚集，形成若干分簇，综合效能值最大的为各分 簇头，当各分簇内有个别节点位置发生移动或失效时，进行自主优化的分簇结构局部调整， 发生移动的节点为使自身能得到最大的数据传输效用，选择能平均分配给自身最大效用值 的相邻分簇加入，同时各分簇效用值进行重新计算，每个簇组内节点分别依据各自的缓存 大小与组内相邻节点距离比值进行簇内路由，并在每个节点缓存中保存相关的路由信息。 然而，在计算综合效能值时，没有考虑节点的移动性，具有一定的局限性，从而影响分簇后 的网路稳定性。
[0005] 还可采用网络拓扑分簇处理方法和处理系统进行分簇，首先，向其他节点发送第 一广播信息，根据接收到的所述第一广播消息，根据接收到的所述第一广播消息的应答消 息，统计节点度，接收其他节点发送的第二广播信息，所述第二广播信息中包含其他节点的 节点度信息，根据接收到的其他节点的第二广播消息，比较其他第二广播消息的节点度和 自身的节点度，如果自身的节点度最大则发布成为簇头的公告信息。该发明实施例网络拓 扑分簇处理方法和处理系统，根据节点的剩余能量和节点的节点度来选择节点作为簇头节 点，然而，通过广播和接收消息，计算节点度，同时排除剩余能量低于阔值的节点作为簇头， 没有考虑移动自组网最显著的移动性特性，通过该方法进行分簇的网络稳定性不高。
[0006] 还可采用一种基于地理位置信息的分簇方法，包括簇的形成阶段:取得簇头节点、 本地簇成员节点、邻簇成员节点身份。簇的维护阶段:包括虚拟网络中屯、节点、簇头节点、本 地成员节点、邻簇成员节点的维护。W位置信息和簇的综合负载系数为指标，管理新节点的 加入。由位置信息与速度信息计算出节点的生存时间，生存时间最长的节点为簇头的方法， 进行簇头的选举，并由生存时间决定是否重新选举簇头。W通信质量为指标，决定节点的离 开和加入。周期性的广播自身的位置和速度信息，对簇的维护提供依据。然而，运样的方法 并不准确，导致分簇后的网络稳定性不高。

【发明内容】

[0007] 基于此，有必要针对利用现有分簇算法进行网络分簇后稳定性不高的问题，提供 一种提高网络稳定性的移动自组织网的分簇方法及系统。
[000引一种移动自组织网的分簇方法，包括如下步骤：
[0009] 获取节点的剩余能量、节点的原始能量W及节点的邻居节点的个数；
[0010] 获取邻居节点发送至所述节点的广播信息包，根据所述邻居节点发送至所述节点 的广播信息包获取邻居节点的速度、方向W及位置，并根据所述邻居节点的速度、方向W及 位置、预设移动性条件W及所述节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果；
[0011] 根据所述节点的剩余能量、所述节点的原始能量、所述节点的邻居节点的个数W 及当前时刻所述节点的速度、方向W及位置，计算所述节点的剩余能量参数值、所述节点的 节点度W及所述节点的移动性参数值，并根据所述节点的剩余能量参数值、所述节点的节 点度W及所述节点的移动性参数值，计算所述节点的稳定性因子；
[0012] 根据所述分组结果，向组内其他节点发送携带所述节点的稳定性因子的信息，将 所述分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头；
[0013] 将所述分组结果中各组内非簇头节点加入对应所述簇头所在簇，将移动自组织网 中未入簇的非簇头节点单独成簇。
[0014] 本发明还提供一种移动自组织网的分簇系统，包括：
[0015] 获取模块，用于获取所述节点的剩余能量、所述节点的原始能量W及所述节点的 邻居节点的个数；
[0016] 分组模块，用于获取邻居节点发送至所述节点的广播信息包，根据所述邻居节点 发送至所述节点的广播信息包获取邻居节点的速度、方向W及位置，并根据所述邻居节点 的速度、方向W及位置、预设移动性条件W及所述节点的位置、速度和方向，进行节点分组， 获得分组结果；
[0017] 计算模块，用于根据所述节点的剩余能量、所述节点的原始能量、所述节点的邻居 节点的个数W及当前时刻所述节点的速度、方向W及位置，计算所述节点的剩余能量参数 值、所述节点的节点度W及所述节点的移动性参数值，并根据所述节点的剩余能量参数值、 所述节点的节点度W及所述节点的移动性参数值，计算所述节点的稳定性因子；
[0018] 簇头选择模块，用于根据所述分组结果，向组内其他节点发送携带所述节点的稳 定性因子的信息，将所述分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头；
[0019] 分簇模块，用于将所述分组结果中各组内非簇头节点加入对应所述簇头所在簇， 将移动自组织网中未入簇的非簇头节点单独成簇将所述分组结果中各组内非簇头节点加 入对应所述簇头所在簇，遍历移动自组织网中节点，将未入簇的非簇头节点单独成簇。
[0020] 上述移动自组织网的分簇方法及系统，根据邻居节点发送的广播信息包、预设移 动性条件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，计算节点的剩余能量参数值，计算 节点的节点度，计算节点的移动性参数值;根据剩余能量参数值、节点度W及移动性参数 值，计算节点的稳定性因子;将分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇 头，将各组内非簇头节点加入对应簇头所在簇，遍历移动自组织网中节点，将未入簇的非簇 头节点单独成簇，实现网络节点分簇。在上述移动自组织网的分簇过程中，将满足预设移动 性条件的节点分为同一组，确保组内节点有相似的移动性，W提高分簇的稳定性，节点稳定 因子考虑了移动性参数值，且同时考虑了剩余能量W及节点度，从而根据节点稳定性因子 选择的簇头节点是在考虑着=个因素情况下的最优节点，获得簇头节点后，进行非簇头节 点分簇，从而可提高分簇稳定性，实现网络分簇后的稳定性。
【附图说明】
[0021] 图1为一实施方式的移动自组织网的分簇方法的流程图；
[0022] 图2为另一个实施例的移动自组织网的分簇方法中步骤S300的子流程图；
[0023] 图3为另一个实施例的移动自组织网的分簇方法中步骤S330的子流程图；
[0024] 图4为另一个实施例的移动自组织网的分簇方法中步骤S500的子流程图；
[0025] 图5为一具体实施中移动自组织网中节点j与其m个邻居节点的网络结构图；
[0026] 图6为一实施方式的移动自组织网的分簇系统的模块图；
[0027] 图7为另一实施方式的移动自组织网的分簇系统中计算模块300的子模块图；
[0028] 图8为另一实施方式的移动自组织网的分簇系统中移动性参数计算单元330的子 模块图；
[0029] 图9为另一实施方式的移动自组织网的分簇系统中移动性参数分簇模块500的子 模块图。
【具体实施方式】
[0030] 请参阅图1，提供一种实施方式的移动自组织网的分簇方法，包括如下步骤：
[0031] SlOO:获取节点的剩余能量、节点的原始能量W及节点的邻居节点的个数。
[0032] 为了提高分簇方法的稳定性，考虑了节点的剩余能量和节点度，可通过能量管理 单元获取节点能量信息，通过节点间的信息交换可获取邻居节点信息，即可获知节点的邻 居节点的个数。
[0033] S200:获取邻居节点发送至节点的广播信息包，根据邻居节点发送至节点的广播 信息包获取邻居节点的速度、方向W及位置，并根据邻居节点的速度、方向W及位置、预设 移动性条件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果。
[0034] 在本实施例中，所有节点向其邻居节点发送广播信息包，并接收邻居节点发送的 广播信息包，接收的邻居节点发送的广播信息包携带邻居节点的速度、方向W及位置，从 而，节点可获知邻居节点在当前时刻的速度、方向W及所处位置。同样，节点在向邻居节点 发送广播信息包时，携带了节点自身的速度、方向和位置，W告知其邻居节点当前时刻节点 的速度、方向W及位置。
[0035] 当节点接收邻居节点发送的广播信息包后，根据邻居节点的速度、方向和位置、节 点自身的速度、方向和位置、W及预设移动性条件，进行节点分组，即将移动自组织网中的 节点分为不同组，组内包含至少一个节点，且获得的分组结果是满足预设移动性条件的，即 将满足预设移动性条件的节点分到同一组。通过对节点W及邻居节点的速度、方向W及位 置的比较，判断是否属于同一组，即判断节点之间是否满足预设移动性条件，若不满足，节 点不属于同一组，丢弃广播信息包，若满足，节点属于同一组。在本实施例中，预设移动性条 件为速度绝对值之比大于预设值且小于预设值的导数W及位置的矢量的夹角大于或等于0 度且小于或等于90度的节点划分为同一组。
[0036] S300:根据节点的剩余能量、节点的原始能量、节点的邻居节点的个数W及当前时 刻节点的速度、方向W及位置，计算节点的剩余能量参数值、节点的节点度W及节点的移动 性参数值，并根据节点的剩余能量参数值、节点的节点度W及节点的移动性参数值，计算节 点的稳定性因子。
[0037] 由于在分簇过程中，节点的能量对分簇后网络的稳定性有较大影响，为了提高网 络稳定性，考虑节点的能量，即根据节点的剩余能量W及节点的原始能量，计算节点的剩余 能量参数值，由于作为簇头的节点需要进行大量的数据转发，对其能量有一定要求，通过考 虑节点的剩余能量参数值，有效确保分簇过程中簇头的能量。即剩余能量参数值越大，选为 簇头的可能性越大。另外，还考虑了节点的节点度，节点度是与节点相关的边的条数有关， 也就是说，和邻居节点的个数有关，节点的邻居节点个数越多，表示与节点相关的节点数越 多，节点度越大，W节点度较大的节点作为簇头的网络越稳定。移动性参数表示节点移动性 大小的指标，移动性参数值越大，节点相对邻居节点的移动性越小，即节点的移动性越小， 通过计算移动性参数值，为后续稳定性因子计算提供依据，后续通过比较稳定性因子大小 选取簇头，从而在分簇过程中选择簇头时考虑了节点的移动性，能提高网络的稳定性。
[0038] S400:根据分组结果，向组内其他节点发送携带节点的稳定性因子的信息，将分组 结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头。
[0039] 与同组的节点相比，具有相对较低的移动性、富有的剩余能量W及较高的节点度， 即移动性参数越大、剩余能量参数值越大W及节点度越大，节点越有可能成为簇头。节点向 组内其他节点发送携带稳定性因子的信息，W告知同组内的其他节点该节点的稳定性因 子，从而实现组内节点相互知道稳定性因子，为后续对稳定因子大小比较做准备。然后，将 分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头。
[0040] S500:将分组结果中各组内非簇头节点加入对应簇头所在簇，将移动自组织网中 未入簇的非簇头节点单独成簇。
[0041 ]每个组获得一个簇头，单个组内可能还存在其他非簇头节点，从而将单个组内非 簇头节点加入对应簇头所在簇，形成单个簇，每个组进行类似的非簇头节点入簇过程，形成 多个簇。然而，移动自组织网中并不是所有非簇头节点都能入簇成功，可能存在未入簇的非 簇头节点，从而需要遍历移动自组织网中节点，将移动自组织网中未入簇的非簇头节点单 独成簇，运样可实现移动自组织网中所有节点分簇成功。
[0042] 上述移动自组织网的分簇方法，根据邻居节点发送的广播信息包、预设移动性条 件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，计算节点的剩余能量参数值，计算节点的 节点度，计算节点的移动性参数值;根据剩余能量参数值、节点度W及移动性参数值，计算 节点的稳定性因子;将分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头，将各 组内非簇头节点加入对应簇头所在簇，将移动自组织网中未入簇的非簇头节点单独成簇， 实现网络节点分簇。在上述移动自组织网的分簇过程中，将满足预设移动性条件的节点分 为同一组，确保组内节点有相似的移动性，W提高分簇的稳定性，节点稳定因子考虑了移动 性参数值，且同时考虑了剩余能量W及节点度，从而根据节点稳定性因子选择的簇头节点 是在考虑着=个因素情况下的最优节点，获得簇头节点后，进行非簇头节点分簇，从而可提 高分簇稳定性，实现网络分簇后的稳定性。
[0043] 请参阅图2,在其中一个实施例中，根据节点的剩余能量、节点的原始能量、节点的 邻居节点的个数W及当前时刻节点的速度、方向W及位置，计算节点的剩余能量参数值、节 点的节点度W及节点的移动性参数值，并根据节点的剩余能量参数值、节点的节点度W及 节点的移动性参数值，计算节点的稳定性因子的步骤S300包括：
[0044] S310:根据节点的剩余能量W及节点的原始能量，计算节点的剩余能量参数值，并 根据节点的邻居节点的个数，计算节点的节点度。
[0045] 通过计算节点的剩余能量参数，从而，在后续分簇过程中选择簇头时，考虑了节点 的能量，通过计算节点的节点度，从而在后续分簇过程中选择簇头时，还考虑了节点度。
[0046] S320:根据当前时刻节点的速度、方向W及位置，计算当前时刻节点与其邻居节点 之间的距离，预测下一时刻节点的速度、方向W及位置，并获取预测的下一时刻节点与其邻 居节点之间的距离。
[0047] 由于通过节点间的信息交换，节点可知当前时刻邻居节点的速度、方向W及位置， 从而，可计算当前时刻节点分别与其邻居节点之间的距离，在节点获知当前时刻节点邻居 节点的速度、方向W及位置的距离基础上，预测下一时刻节点的速度、方向W及位置，从而 可预测下一时刻节点分别与其邻居节点之间的距离。
[0048] S330:根据当前时刻节点与其邻居节点之间距离、预测的下一时刻节点与其邻居 节点之间的距离W及节点的邻居节点个数，计算节点的移动性参数值。
[0049] 由于节点的移动性参数值是根据当前时刻节点分别与其邻居节点之间距离、预测 的下一时刻节点分别与其邻居节点之间的距离W及节点的邻居节点个数计算获得的，从 而，节点的移动性参数值既考虑了当前时刻节点的位置，又考虑了下一时刻节点的位置，即 描述了节点的移动性。
[0050] S340:根据节点的剩余能量参数值、节点的节点度W及节点的移动性参数值，计算 节点的稳定性因子。
[0051] 由于移动性参数值描述了节点的移动性，剩余能量参数值描述的是节点剩余能 量，节点度是和邻居节点相关的参数，从而，稳定性因子是采用移动性参数值作为选择簇头 的基础上，同时加入节点的剩余能量和节点度计算出的综合值，W确保选择的簇头稳定，从 而提高分簇后网络的稳定性。
[0化2] 在本实施例中，还设置定时器，即S300之后，S400之前，启动定时器，步骤S400包括 向组内其他节点发送携带节点的稳定性因子的信息，将分组结果中各组内最大稳定性因子 对应的节点分别作为簇头，当定时器超时，则分别向同组内非簇头节点发送簇头申明信息。 即实现组内簇头定时发送簇头申明信息。
[0053] 请参阅图3,在其中一个实施例中，根据当前时刻节点与其邻居节点之间距离、预 测的下一时刻节点与其邻居节点之间的距离W及节点的邻居节点个数，计算节点的移动性 参数值S330包括：
[0054] S331:根据当前时刻节点与其邻居节点之间距离W及预测的下一时刻节点与节点 的邻居节点之间的距离，计算节点相对于节点的每个邻居节点的移动度量值。
[0055] 移动度量值描述了节点相对于其邻居节点的移动性，移动度量值越大，节点相对 于该邻居节点的移动性越大，若节点i有j个邻居节点，则分别计算节点i相对于j个邻居节 点的移动度量值，即获得j个移动度量值。
[0056] S332:根据节点的邻居节点个数W及节点的移动度量值，计算节点的平均移动度 量值。
[0057] 获得节点相对于该节点的每个邻居节点的移动度量值后，求其平均值，获得平均 移动量值。
[0058] S333:对节点的平均移动度量值取倒数，获得节点的移动性参数值。
[0059] 由于节点相对于某个邻居节点的移动度量值越大，表示节点相对于该邻居节点移 动性较大，平均移动度量值越大，节点移动性越大，然而，移动参数值为平均移动度量值取 的倒数，移动参数值越大，其移动性越小，越稳定。
[0060] 请参阅图4,在其中一个实施例中，将分组结果中各组内非簇头节点加入对应簇头 所在簇，将移动自组织网中未入簇的非簇头节点单独成簇的步骤S500包括：
[0061] S510:分别向同组内非簇头节点发送簇头申明信息。
[0062] 将分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头后，并分别向同组 内非簇头节点发送簇头申明信息，W告知同组内非簇头节点其为簇头。
[0063] S520:获取非簇头节点响应簇头申明信息反馈的入簇申请信息，解析入簇申请信 息，识别非簇头节点所在组，当非簇头节点所在组与簇头所在组相同时，向非簇头节点发送 允许入簇的应答信息。
[0064] 接收到簇头申明信息的非簇头节点发送入簇申请信息，申请入簇，具体地，非簇头 节点W-跳广播方式发送入簇申请信息。当接收到非簇头节点发送的入簇申请信息后，对 入簇申请信息进行解析，获取非簇头节点所在组，再判断非簇节点和簇头节点是否属于同 一组，即当入簇申请信息对应的非簇头节点所在组与接收入簇簇头所在组相同时，具体W 单播方式向发送入簇申请信息的非簇头节点发送允许入簇的应答信息。
[0065] S530:将接收到允许入簇的应答信息的非簇头节点加入对应簇头所在簇，将没有 接收到允许入簇的应答信息的非簇头节点单独成簇，直到移动自组织网中所有节点分簇成 功。
[0066] 当非簇头节点接收到簇头发送的允许入簇的应答信息时，加入该簇，若节点没有 收到任何簇头节点发送的与允许入簇的应答信息，则该节点单独成簇，当所有节点分簇成 功，则网络分簇成功。
[0067] 在其中一个实施例中，获取邻居节点发送至节点的广播信息包，根据邻居节点发 送至节点的广播信息包获取邻居节点的速度、方向W及位置，并根据邻居节点的速度、方向 W及位置、预设移动性条件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果的 步骤Sioo之前还包括步骤：
[0068] 初始化移动自组织网中节点的节点标识号、组标识号W及簇头标识号。
[0069] 即在还未分组和分簇时，对节点的节点标识号、组标识号W及簇头标识号进行初 始化。在本实施例中，为每个节点分配唯一的节点标识号，W示与其他节点的不同，节点的 组标识号W及簇头标识号均初始化为节点标识号，即初始化时，将节点标识号分配给节点 的组标识号和簇头标识号。例如，网络中有3个节点，首先，为每个节点分配一个节点标识 号，分别为1、2、3,则各节点的组标识号初始化为1、2、3,簇头标识号同理初始化为1、2、3。
[0070] 在其中一个实施例中，获取邻居节点发送至节点的广播信息包，根据邻居节点发 送至节点的广播信息包获取邻居节点的速度、方向W及位置，并根据邻居节点的速度、方向 W及位置、预设移动性条件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果的 步骤SlOO之后还包括：
[0071] 将分组结果中各组内节点的组标识号更新为对应组内最小组标识号。
[0072] 分组后，同一组内可能包括多个节点，然而，运些节点在初始化时的组标识号是不 同的，现在被分为同一组，应当具有相同的组标识号，从而，将组内节点的组标识号统一更 新为同一组标识号，即更新为组内最小组标识号。
[0073] 将接收到允许入簇的应答信息的非簇头节点加入对应簇头所在簇，将没有接收到 允许入簇的应答信息的非簇头节点单独成簇，直到移动自组织网中所有节点分簇成功的步 骤S600之后还包括：
[0074] 将各簇内节点的簇头标识符更新为对应簇头节点的簇头标识符。
[0075] 分簇后，同一簇内可能包含多个节点，运些节点在初始化时的簇头标识号是不同 的，现在被分为同一簇，应当具有相同的簇头标识号，从而，将各簇内节点的簇头标识符统 一更新为簇中簇头标识号。
[0076] 下面W-具体实施例对上述移动自组织网的分簇方法加 W解释说明。
[0077] 初始化移动自组织网中节点的节点标识号、组标识号W及簇头标识号。即初始时， 给每个节点分配一个唯一的节点标识号，例如网络中有n个节点，节点的节点标识号依次分 别初始为1，2，- ? -，n，在本实施例中，节点的组标识号和簇头标识号初分别初始化为与 节点的节点标识号相同，运样相当于在初始时每个节点自身为一个组和一个簇，节点自身 为簇头。
[0078] 接收邻居节点发送至节点的广播信息包，并根据邻居节点发送至节点的广播信息 包、预设移动性条件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果，并将分组 结果中各组内节点的组标识号更新为对应组内最小组标识号。其中，预设移动性条件为速 度绝对值之比大于预设值且小于预设值的导数W及位置的矢量的夹角大于或等于0度且小 于或等于90度的节点划分为同一组。
[0079] 在一个移动节点相对密集的区域内，节点被称为按组移动模型进行移动，若节点 满足W下公式则说明节点属于同一组。即预设移动性条件表示为W下公式：
[0080]
[0081]
[0082] 其中，Vi为节点i的速度，V功节点j的速度，R为预设值，Xi为节点i的位置在X轴的 分量，X功节点j的位置在X轴的分量，y功节点i的位置在y轴的分量，y功节点j的位置在y 轴的分量，满足上述两个公式条件，则认为节点i和节点j属于同一组。通过W上两个公式分 别描述了两节点的速率比和运动矢量的关系。在同一组中，节点的运动轨迹和行为是相似 的，因而通过节点的速度和角度判断是否属于同一个组是合理的。
[0083] 根据节点的剩余能量W及节点的原始能量，计算节点的剩余能量参数值，并根据 节点的邻居节点的个数，计算节点的节点度。
[0084] 计算节点的剩余能量参数值的具体公式为：
[00 化]Ej(t) = ej(t)/ej(0)。
[0086] 其中屯（t)为节点j在t时刻的剩余能量参数值，6如)为节点j在t时刻的剩余能 量，6抑)为节点j在0时刻的剩余能量，即节点的原始能量。
[0087] 计算节点的节点度的具体公式为：
[008引 Nj(t) = l_l/nj(t)。
[0089] 其中，Nj(t)为节点j在t时刻的节点度，nj(t)为节点j在t时刻的一跳邻居节点个 数，若节点j是孤立的，则W(t)=0，N^t)^-w。
[0090] 根据当前时刻节点的速度、方向W及位置，计算当前时刻节点与其邻居节点之间 的距离，并预测下一时刻节点的速度、方向W及位置，W获取预测的下一时刻节点与其邻居 节点之间的距离。
[0091] 通过获取邻居节点发送的广播信息包，可获知当前时刻邻居节点的速度、方向W 及位置，且可通过移动终端位置记录软件获知当前时刻节点自身的速度、方向W及位置，其 原理为利用传感器来记录节点的位置，通过基站和GI^获取节点的移动速度和方向，从而可 知计算出当前时刻节点与其邻居节点之间的距离。并通过W下公式预测下一时刻节点的速 度、方向。
[0092]
[0093]
[0094] 其中，其中V^t)表示预测的t时刻节点j的速度，山(t)表示预测的t时刻节点j的方 向。0<a<l，称为随机调节因子，用来调节节点运动的随机性。vj(t-l)表示t-1时刻节点j的 速度，(1加-1)表示预测的t-1时刻节点j的方向，；，心-0表示t时刻之前的t-1个时刻节点j 速度的平均值，立代表t时刻之前的t-1个时刻节点j方向的平均值。,为t-1时刻 节点t-1)有关的服从高斯分布的速度调节变量乂为t-1时刻节点j与山(t-1)有关 的服从高斯分布的方向调节变量。在本实施例中，速度调节变量的高斯分布中的均值为y， 且设置y = 〇。
[0095] 通过W下公式预测下一时刻节点的位置，W获取预测的下一时刻节点与其邻居节 点之间的距离。
[0096] xj(t)=xj(t-l)+vj(t) ? cosdj(t)；
[0097] yj(t)=yj(t-l)+Vj(t) ? sindj(t)。
[0098] 在预测完下一时刻节点的速度和方向后，可预测下一时刻节点的位置，例如，根据 t-1时刻的速度和方向，预测t时刻的速度和方向，其中，Xj(t)为预测的t时刻节点j的位置 的X轴分量，^如-1)为t-1时刻节点j的位置的X轴分量，7如)为预测的t时刻节点j的位置的 y轴分量为t-1时刻节点j的位置的y轴分量，通过X轴分量和y轴分量可知节点的位 置。预测完之后，即可预测的下一时刻节点分别与其邻居节点之间的距离。
[0099] 根据当前时刻节点与其邻居节点之间距离W及预测的下一时刻节点与节点的邻 居节点之间的距离，计算节点相对于节点的每个邻居节点的移动度量值。计算移动度量值 的公式具体为：
[0100]
[0101] 其中，Mj,i(t)代表t时刻节点j相对于节点i的移动度量值，Dfj,i(t)代表t时刻节点 i和节点j之间的相对距离，Dpw(t)代表通过预测得到的t时刻的下一时刻节点之间的相对 距离。请参阅图5，t时刻，节点j有m个邻居节点，节点j相对于节点1的移动度量值为Mwvt), 节点j相对于节点2的移动度量值为Mw(t)，节点j相对于节点3的移动度量值为Mw(t)，节 点j相对于节点4的移动度量值为Mw(t)，节点j相对于节点5的移动度量值为Mw(t)，节点j 相对于节点m的移动度量值为心,m(t)。
[0102] 根据节点的邻居节点个数W及节点的移动度量值，计算节点的平均移动度量值。
[0103] 计算节点相对于节点的每个邻居节点的移动度量值后，计算节点的平均移动度量 值，具体公式为：
[0104]
[0105] 节点相对每个邻居节点的移动度量值可能不同，为了减小误差，可取节点相对于 邻居节点的移动度量值的平均值。其中，为t时刻节点j相对于m个邻居节点的移动 度量值的平均值，即节点j的平均移动度量值，Mj,k(t)为t时刻节点j相对于邻居节点k的移 动度量值，值越大，表示节点j的移动性越大。
[0106] 对节点的平挽務动度量值取倒数，获得节点的移动参数值。即：
[0107]
[0108] 其中，M^t)为节点j的移动参数值，值越大，表示节点j的移动性越小。
[0109] 根据剩余能量参数值、节点度W及移动性参数值，计算节点的稳定性因子，具体计 算公式为：
[0110] Rj(t) = ;riEj(t)+;rjNj(t)甘3Mj(t)。
[0111] 其中，的(1:)为1:时刻节点^'的稳定性因子，1'1 = ^ = 0.2,〇 = 0.6，满足1'1+'2甘3 = 1， 节点的稳定性因子作为网络中影响簇结构稳定性的主要因素，且R^〇)=〇,即初始时，0时 刻节点j的稳定性因子为0。
[0112] 启动定时器，节点广播携带节点的稳定性因子的信息给同组内的邻居节点，并接 收同组内邻居节点发送的携带稳定性因子的信息，将分组结果中各组内最大稳定性因子对 应的节点分别作为簇头，当定时器超时时，向同组内非簇头节点发送簇头申明信息，生成一 跳簇。
[0113] 接收到簇头申明信息的非簇头节点W-跳广播方式发送入簇申请信息，申请入 簇，当接收到非簇头节点发送的入簇申请信息后，判断非簇节点和簇头节点是否为同一组 节点，即当入簇申请信息对应的非簇头节点所在组与接收入簇簇头所在组相同时，具体W 单播方式向发送入簇申请信息的非簇头节点发送允许入簇的应答信息。当非簇头节点接收 到簇头发送的允许入簇的应答信息时，加入该簇，若节点没有收到任何簇头节点发送的与 允许入簇的应答信息，则该节点单独成簇，当所有节点分簇成功，则网络分簇成功。
[0114] 请参阅图6,提供一种实施方式的移动自组织网的分簇系统，包括：
[0115] 获取模块100,用于获取节点的剩余能量、节点的原始能量W及节点的邻居节点的 个数。
[0116] 为了提高分簇方法的稳定性，考虑了节点的剩余能量和节点度，可通过能量管理 单元获取节点能量信息，通过节点间的信息交换可获取邻居节点信息，即可获知节点的邻 居节点的个数。
[0117] 分组模块200,用于获取邻居节点发送至节点的广播信息包，根据邻居节点发送至 节点的广播信息包获取邻居节点的速度、方向W及位置，并根据邻居节点的速度、方向W及 位置、预设移动性条件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果。
[0118] 在本实施例中，所有节点向其邻居节点发送广播信息包，并接收邻居节点发送的 广播信息包，接收的邻居节点发送的广播信息包携带邻居节点的速度、方向W及位置，从 而，节点可获知邻居节点在当前时刻的速度、方向W及所处位置。同样，节点在向邻居节点 发送广播信息包时，携带了节点自身的速度、方向和位置，W告知其邻居节点当前时刻节点 的速度、方向W及位置。
[0119] 当节点接收邻居节点发送的广播信息包后，根据邻居节点的速度、方向和位置、节 点自身的速度、方向和位置、W及预设移动性条件，进行节点分组，即将移动自组织网中的 节点分为不同组，组内包含至少一个节点，且获得的分组结果是满足预设移动性条件的，即 将满足预设移动性条件的节点分到同一组。通过对节点W及邻居节点的速度、方向W及位 置的比较，判断是否属于同一组，即判断节点之间是否满足预设移动性条件，若不满足，节 点不属于同一组，丢弃广播信息包，若满足，节点属于同一组。在本实施例中，预设移动性条 件为速度绝对值之比大于预设值且小于预设值的导数W及位置的矢量的夹角大于或等于0 度且小于或等于90度的节点划分为同一组。
[0120] 计算模块300,用于根据节点的剩余能量、节点的原始能量、节点的邻居节点的个 数W及当前时刻节点的速度、方向W及位置，计算节点的剩余能量参数值、节点的节点度W 及节点的移动性参数值，并根据节点的剩余能量参数值、节点的节点度W及节点的移动性 参数值，计算节点的稳定性因子。
[0121] 由于在分簇过程中，节点的能量对分簇后网络的稳定性有较大影响，为了提高网 络稳定性，考虑节点的能量，即根据节点的剩余能量W及节点的原始能量，计算节点的剩余 能量参数值，由于作为簇头的节点需要进行大量的数据转发，对其能量有一定要求，通过考 虑节点的剩余能量参数值，有效确保分簇过程中簇头的能量。即剩余能量参数值越大，选为 簇头的可能性越大。另外，还考虑了节点的节点度，节点度是与节点相关的边的条数有关， 也就是说，和邻居节点的个数有关，节点的邻居节点个数越多，表示与节点相关的节点数越 多，节点度越大，W节点度较大的节点作为簇头的网络越稳定。移动性参数表示节点移动性 大小的指标，移动性参数值越大，节点相对邻居节点的移动性越小，即节点的移动性越小， 通过计算移动性参数值，为后续稳定性因子计算提供依据，后续通过比较稳定性因子大小 选取簇头，从而在分簇过程中选择簇头时考虑了节点的移动性，能提高网络的稳定性。
[0122] 簇头选择模块400,用于根据分组结果，向组内其他节点发送携带节点的稳定性因 子的信息，将分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头。
[0123] 与同组的节点相比，具有相对较低的移动性、富有的剩余能量W及较高的节点度， 即移动性参数越大、剩余能量参数值越大W及节点度越大，节点越有可能成为簇头。节点向 组内其他节点发送携带稳定性因子的信息，W告知同组内的其他节点该节点的稳定性因 子，从而实现组内节点相互知道稳定性因子，为后续对稳定因子大小比较做准备。然后，将 分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头。
[0124] 分簇模块500，用于将分组结果中各组内非簇头节点加入对应簇头所在簇，将移动 自组织网中未入簇的非簇头节点单独成簇。
[0125] 每个组获得一个簇头，单个组内可能还存在其他非簇头节点，从而将单个组内非 簇头节点加入对应簇头所在簇，形成单个簇，每个组进行类似的非簇头节点入簇过程，形成 多个簇。然而，移动自组织网中并不是所有非簇头节点都能入簇成功，可能存在未入簇的非 簇头节点，从而需要遍历移动自组织网中节点，将移动自组织网中未入簇的非簇头节点单 独成簇，运样可实现移动自组织网中所有节点分簇成功。
[0126] 上述移动自组织网的分簇系统，根据邻居节点发送的广播信息包、预设移动性条 件W及节点的位置、速度和方向，进行节点分组，计算节点的剩余能量参数值，计算节点的 节点度，计算节点的移动性参数值;根据剩余能量参数值、节点度W及移动性参数值，计算 节点的稳定性因子;将分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头，将各 组内非簇头节点加入对应簇头所在簇，将移动自组织网中未入簇的非簇头节点单独成簇， 实现网络节点分簇。在上述移动自组织网的分簇过程中，将满足预设移动性条件的节点分 为同一组，确保组内节点有相似的移动性，W提高分簇的稳定性，节点稳定因子考虑了移动 性参数值，且同时考虑了剩余能量W及节点度，从而根据节点稳定性因子选择的簇头节点 是在考虑着=个因素情况下的最优节点，获得簇头节点后，进行非簇头节点分簇，从而可提 高分簇稳定性，实现网络分簇后的稳定性。
[0127] 请参阅图7,在其中一个实施例中，计算模块300包括：
[0128] 能量节点度计算单元310,用于根据节点的剩余能量W及节点的原始能量，计算节 点的剩余能量参数值，并根据节点的邻居节点的个数，计算节点的节点度。
[0129] 通过计算节点的剩余能量参数，从而，在后续分簇过程中选择簇头时，考虑了节点 的能量，通过计算节点的节点度，从而在后续分簇过程中选择簇头时，还考虑了节点度。
[0130] 预测单元320,用于根据当前时刻节点的速度、方向W及位置，计算当前时刻节点 与其邻居节点之间的距离，预测下一时刻节点的速度、方向W及位置，并获取预测的下一时 刻节点与其邻居节点之间的距离。
[0131] 由于通过节点间的信息交换，节点可知当前时刻邻居节点的速度、方向W及位置， 从而，可计算当前时刻节点分别与其邻居节点之间的距离，在节点获知当前时刻节点邻居 节点的速度、方向W及位置的距离基础上，预测下一时刻节点的速度、方向W及位置，从而 可预测下一时刻节点分别与其邻居节点之间的距离。
[0132] 移动性参数计算单元330,用于根据当前时刻节点与其邻居节点之间距离、预测的 下一时刻节点与其邻居节点之间的距离W及节点的邻居节点个数，计算节点的移动性参数 值。
[0133] 由于节点的移动性参数值是根据当前时刻节点分别与其邻居节点之间距离、预测 的下一时刻节点分别与其邻居节点之间的距离W及节点的邻居节点个数计算获得的，从 而，节点的移动性参数值既考虑了当前时刻节点的位置，又考虑了下一时刻节点的位置，即 描述了节点的移动性。
[0134] 稳定性因子计算单元340,用于根据节点的剩余能量参数值、节点的节点度W及节 点的移动性参数值，计算节点的稳定性因子。
[0135] 由于移动性参数值描述了节点的移动性，剩余能量参数值描述的是节点剩余能 量，节点度是和邻居节点相关的参数，从而，稳定性因子是采用移动性参数值作为选择簇头 的基础上，同时加入节点的剩余能量和节点度计算出的综合值，W确保选择的簇头稳定，从 而提高分簇后网络的稳定性。
[0136] 由于移动性参数值描述了节点的移动性，剩余能量参数值描述的是节点剩余能 量，节点度是和邻居节点相关的参数，从而，稳定性因子是采用移动性参数值作为选择簇头 的基础上，同时加入节点的剩余能量和节点度计算出的综合值，W确保选择的簇头稳定，从 而提高分簇后网络的稳定性。
[0137] 在本实施例中，还设置定时器，即计算模块300根据节点的剩余能量、节点的原始 能量、节点的邻居节点的个数W及当前时刻节点的速度、方向W及位置，计算节点的剩余能 量参数值、节点的节点度W及节点的移动性参数值，并根据节点的剩余能量参数值、节点的 节点度W及节点的移动性参数值，计算节点的稳定性因子之后，簇头申明发送模块400向组 内其他节点发送携带节点的稳定性因子的信息，将分组结果中各组内最大稳定性因子对应 的节点分别作为簇头，并分别向同组内非簇头节点发送簇头申明信息之前，启动定时器，簇 头申明发送模块400具体向组内其他节点发送携带稳定性因子的信息，将分组结果中各组 内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头，当定时器超时，则分别向同组内非簇头节点 发送簇头申明信息。即实现组内簇头定时发送簇头申明信息。
[0138] 请参阅图8，在其中一个实施例中，移动性参数计算单元330包括：
[0139] 第一计算单元331，用于根据当前时刻节点与其邻居节点之间距离W及预测的下 一时刻节点与节点的邻居节点之间的距离，计算节点相对于节点的每个邻居节点的移动度 量值。
[0140] 移动度量值描述了节点相对于其邻居节点的移动性，移动度量值越大，节点相对 于该邻居节点的移动性越大，若节点i有j个邻居节点，则分别计算节点i相对于j个邻居节 点的移动度量值，即获得j个移动度量值。
[0141] 第二计算单元332,用于根据节点的邻居节点个数W及节点的移动度量值，计算节 点的平均移动度量值。
[0142] 获得节点相对于该节点的每个邻居节点的移动度量值后，求其平均值，获得平均 移动量值。
[0143] 第=计算单元333,用于对节点的平均移动度量值取倒数，获得节点的移动性参数 值。
[0144] 由于节点相对于某个邻居节点的移动度量值越大，表示节点相对于该邻居节点移 动性较大，平均移动度量值越大，节点移动性越大，然而，移动参数值为平均移动度量值取 的倒数，移动参数值越大，其移动性越小，越稳定。
[0145] 请参阅图9,在其中一个实施例中，分簇模块500包括：
[0146] 簇头申明发送单元510,用于分别向同组内非簇头节点发送簇头申明信息。
[0147] 将分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头后，并分别向同组 内非簇头节点发送簇头申明信息，W告知同组内非簇头节点其为簇头。
[0148] 应答单元520,用于获取非簇头节点响应簇头申明信息反馈的入簇申请信息，解析 入簇申请信息，识别非簇头节点所在组，当非簇头节点所在组与簇头所在组相同时，向非簇 头节点发送允许入簇的应答信息。
[0149] 接收到簇头申明信息的非簇头节点发送入簇申请信息，申请入簇，具体地，非簇头 节点W-跳广播方式发送入簇申请信息。当接收到非簇头节点发送的入簇申请信息后，对 入簇申请信息进行解析，获取非簇头节点所在组，再判断非簇节点和簇头节点是否属于同 一组，即当入簇申请信息对应的非簇头节点所在组与接收入簇簇头所在组相同时，具体W 单播方式向发送入簇申请信息的非簇头节点发送允许入簇的应答信息。
[0150] 分簇单元530,用于将接收到允许入簇的应答信息的非簇头节点加入对应簇头所 在簇，将没有接收到允许入簇的应答信息的非簇头节点单独成簇，直到移动自组织网中所 有节点分簇成功。
[0151] 当非簇头节点接收到簇头发送的允许入簇的应答信息时，加入该簇，若节点没有 收到任何簇头节点发送的与允许入簇的应答信息，则该节点单独成簇，当所有节点分簇成 功，则网络分簇成功。
[0152] 在其中一个实施例中，上述移动自组织网的分簇系统还包括：
[0153] 初始化模块，用于初始化移动自组织网中节点的节点标识号、组标识号W及簇头 标识号。
[0154] 即在还未分组和分簇时，对节点的节点标识号、组标识号W及簇头标识号进行初 始化。在本实施例中，为每个节点分配唯一的节点标识号，W示与其他节点的不同，节点的 组标识号W及簇头标识号均初始化为节点标识号，即初始化时，将节点标识号分配给节点 的组标识号和簇头标识号。例如，网络中有3个节点，首先，为每个节点分配一个节点标识 号，分别为1、2、3,则各节点的组标识号初始化为1、2、3,簇头标识号同理初始化为1、2、3。 [01W]在其中一个实施例中，上述移动自组织网的分簇系统还包括：
[0156] 组标识号更新模块，用于将分组结果中各组内节点的组标识号更新为对应组内最 小组标识号。
[0157] 分组后，同一组内可能包括多个节点，然而，运些节点在初始化时的组标识号是不 同的，现在被分为同一组，应当具有相同的组标识号，从而，将组内节点的组标识号统一更 新为同一组标识号，即更新为组内最小组标识号。
[0158] 簇头标识号更新模块，用于将各簇内节点的簇头标识符更新为对应簇头节点的簇 头标识符。
[0159] 分簇后，同一簇内可能包含多个节点，运些节点在初始化时的簇头标识号是不同 的，现在被分为同一簇，应当具有相同的簇头标识号，从而，将各簇内节点的簇头标识符统 一更新为簇中簇头标识号。
[0160] 移动自组织网的分簇系统为实现上述移动自组织网的分簇方法的系统，利用移动 自组织网的分簇系统进行网络节点分簇时的过程与上述移动自组织网的分簇方法类似，设 及的公式也相同，从而，在次不在寶述。
[0161] W上实施例的各技术特征可W进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例 中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要运些技术特征的组合不存在矛 盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0162] W上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能 因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明的保护范围。 因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种移动自组织网的分簇方法，其特征在于，包括如下步骤： 获取节点的剩余能量、节点的原始能量以及节点的邻居节点的个数； 获取邻居节点发送至所述节点的广播信息包，根据所述邻居节点发送至所述节点的广 播信息包获取邻居节点的速度、方向以及位置，并根据所述邻居节点的速度、方向以及位 置、预设移动性条件以及所述节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果； 根据所述节点的剩余能量、所述节点的原始能量、所述节点的邻居节点的个数以及当 前时刻所述节点的速度、方向以及位置，计算所述节点的剩余能量参数值、所述节点的节点 度以及所述节点的移动性参数值，并根据所述节点的剩余能量参数值、所述节点的节点度 以及所述节点的移动性参数值，计算所述节点的稳定性因子； 根据所述分组结果，向组内其他节点发送携带所述节点的稳定性因子的信息，将所述 分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头； 将所述分组结果中各组内非簇头节点加入对应所述簇头所在簇，将移动自组织网中未 入簇的非簇头节点单独成簇。2. 根据权利要求1所述的移动自组织网的分簇方法，其特征在于，所述根据所述节点的 剩余能量、所述节点的原始能量、所述节点的邻居节点的个数以及当前时刻所述节点的速 度、方向以及位置，计算所述节点的剩余能量参数值、所述节点的节点度以及所述节点的移 动性参数值，并根据所述节点的剩余能量参数值、所述节点的节点度以及所述节点的移动 性参数值，计算所述节点的稳定性因子的步骤包括： 根据节点的剩余能量以及节点的原始能量，计算所述节点的剩余能量参数值，并根据 所述节点的邻居节点的个数，计算所述节点的节点度； 根据当前时刻所述节点的速度、方向以及位置，计算当前时刻所述节点与其邻居节点 之间的距离，预测下一时刻所述节点的速度、方向以及位置，并获取预测的下一时刻所述节 点与其邻居节点之间的距离； 根据当前时刻所述节点与其邻居节点之间距离、所述预测的下一时刻所述节点与其邻 居节点之间的距离以及所述节点的邻居节点个数，计算所述节点的移动性参数值； 根据所述节点的剩余能量参数值、所述节点的节点度以及所述节点的移动性参数值， 计算所述节点的稳定性因子。3. 根据权利要求2所述的移动自组织网的分簇方法，其特征在于，所述根据当前时刻所 述节点与其邻居节点之间距离、所述预测的下一时刻所述节点与其邻居节点之间的距离以 及所述节点的邻居节点个数，计算所述节点的移动性参数值的步骤包括： 根据当前时刻所述节点与其邻居节点之间距离以及所述预测的下一时刻所述节点与 所述节点的邻居节点之间的距离，计算所述节点相对于所述节点的每个邻居节点的移动度 量值； 根据所述节点的邻居节点个数以及所述节点的移动度量值，计算所述节点的平均移动 度量值； 对所述节点的平均移动度量值取倒数，获得所述节点的移动性参数值。4. 根据权利要求1所述的移动自组织网的分簇方法，其特征在于，所述将所述分组结果 中各组内非簇头节点加入对应所述簇头所在簇，将移动自组织网中未入簇的非簇头节点单 独成簇的步骤包括： 分别向同组内非簇头节点发送簇头申明信息； 获取所述非簇头节点响应所述簇头申明信息反馈的入簇申请信息，解析所述入簇申请 信息，识别所述非簇头节点所在组，当所述非簇头节点所在组与所述簇头所在组相同时，向 所述非簇头节点发送允许入簇的应答信息； 将接收到所述允许入簇的应答信息的所述非簇头节点加入对应簇头所在簇，将没有接 收到所述允许入簇的应答信息的所述非簇头节点单独成簇，直到移动自组织网中所有节点 分簇成功。5. 根据权利要求1所述的移动自组织网的分簇方法，其特征在于，所述接收邻居节点发 送的广播信息包，并根据所述邻居节点发送的广播信息包、预设移动性条件以及节点的位 置、速度和方向，进行节点分组，获得分组结果的步骤之前还包括： 初始化所述移动自组织网中节点的节点标识号、组标识号以及簇头标识号。6. -种移动自组织网的分簇系统，其特征在于，包括： 获取模块，用于获取所述节点的剩余能量、所述节点的原始能量以及所述节点的邻居 节点的个数； 分组模块，用于获取邻居节点发送至所述节点的广播信息包，根据所述邻居节点发送 至所述节点的广播信息包获取邻居节点的速度、方向以及位置，并根据所述邻居节点的速 度、方向以及位置、预设移动性条件以及所述节点的位置、速度和方向，进行节点分组，获得 分组结果； 计算模块，用于根据所述节点的剩余能量、所述节点的原始能量、所述节点的邻居节点 的个数以及当前时刻所述节点的速度、方向以及位置，计算所述节点的剩余能量参数值、所 述节点的节点度以及所述节点的移动性参数值，并根据所述节点的剩余能量参数值、所述 节点的节点度以及所述节点的移动性参数值，计算所述节点的稳定性因子； 簇头选择模块，用于根据所述分组结果，向组内其他节点发送携带所述节点的稳定性 因子的信息，将所述分组结果中各组内最大稳定性因子对应的节点分别作为簇头； 分簇模块，用于将所述分组结果中各组内非簇头节点加入对应所述簇头所在簇，将移 动自组织网中未入簇的非簇头节点单独成簇将所述分组结果中各组内非簇头节点加入对 应所述簇头所在簇，遍历移动自组织网中节点，将未入簇的非簇头节点单独成簇。7. 根据权利要求6所述的移动自组织网的分簇系统，其特征在于，所述计算模块包括： 能量节点度计算单元，用于根据节点的剩余能量以及节点的原始能量，计算所述节点 的剩余能量参数值，并根据所述节点的邻居节点的个数，计算所述节点的节点度； 预测单元，用于根据当前时刻所述节点的速度、方向以及位置，计算当前时刻所述节点 与其邻居节点之间的距离，预测下一时刻所述节点的速度、方向以及位置，并获取预测的下 一时刻所述节点与其邻居节点之间的距离； 移动性参数计算单元，用于根据当前时刻所述节点与其邻居节点之间距离、所述预测 的下一时刻所述节点与其邻居节点之间的距离以及所述节点的邻居节点个数，计算所述节 点的移动性参数值； 稳定性因子计算单元，用于根据所述节点的剩余能量参数值、所述节点的节点度以及 所述节点的移动性参数值，计算所述节点的稳定性因子。8. 根据权利要求7所述的移动自组织网的分簇系统，其特征在于，所述稳定性因子计算 单元包括： 第一计算单元，用于根据当前时刻所述节点与其邻居节点之间距离以及所述预测的下 一时刻所述节点与所述节点的邻居节点之间的距离，计算所述节点相对于所述节点的每个 邻居节点的移动度量值； 第二计算单元，用于根据所述节点的邻居节点个数以及所述节点的移动度量值，计算 所述节点的平均移动度量值； 第三计算单元，用于对所述节点的平均移动度量值取倒数，获得所述节点的移动性参 数值。9. 根据权利要求6所述的移动自组织网的分簇系统，其特征在于，所述分簇模块包括： 簇头申明发送单元，用于分别向同组内非簇头节点发送簇头申明信息； 应答单元，用于获取所述非簇头节点响应所述簇头申明信息反馈的入簇申请信息，解 析所述入簇申请信息，识别所述非簇头节点所在组，当所述非簇头节点所在组与所述簇头 所在组相同时，向所述非簇头节点发送允许入簇的应答信息； 分簇单元，用于将接收到所述允许入簇的应答信息的所述非簇头节点加入对应簇头所 在簇，将没有接收到所述允许入簇的应答信息的所述非簇头节点单独成簇，直到移动自组 织网中所有节点分簇成功。10. 根据权利要求6所述的移动自组织网的分簇系统，其特征在于，还包括： 初始化模块，用于初始化所述移动自组织网中节点的节点标识号、组标识号以及簇头 标识号。
【文档编号】H04W40/20GK105848241SQ201610164800
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】毛为民, 姜智坚, 王萍修, 王浩, 王素杰, 何智星, 陈伯龙
【申请人】广州供电局有限公司