一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法技术

本申请公开了一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法，通过逐步选出网络拓扑结构中D(u)λL(u)(1-λ)值最大的节点u，组成第二类节点集合，剩余的作为第三类节点，并按照预定的算法规则从第三类节点中挑选第四类节点，由第四类节点和第二类节点共同构成一个连通子图。本申请同时考虑了节点的生存时间及节点的度，并由用户设置调整参数λ来平衡最终建立的虚拟骨干网的通信开销和生存时间，使得针对异构自组织网络建立的虚拟骨干网的性能更加完善。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及移动通信
，更具体地说，涉及。
技术介绍
自组织网络是一种多跳的临时性自治系统，其分为异构自组织网络和同构自组织网络，其中所谓的异构是指网络中各节点的天线具有不同的通信半径。作为一种分布式网络，自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施的情况下，提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。自组织网络在军事通信、紧急服务和灾难恢复等领域有着重要的应用。在构建自组织网络时，一般采用构造虚拟骨干网的方式避免广播风暴的问题。通过构造虚拟骨干网，可以大幅降低网络中的路由复杂度，显著地延长网络寿命。目前国际上主流的构建虚拟骨干网的方法是建立一个连通支配集作为虚拟骨干网。支配集是指一个满足如下条件的节点集合:对于网络中任何一个非支配集中的节点，都有一个支配集中的节点是它的邻居。互为邻居的两个节点能够直接通信。而连通支配集的意思是支配集中的节点是连通的。为了减少路由复杂度和通信开销，现有技术在构建一个连通支配集时，一般希望连通支配集中的节点数量越少越好。由于网络中各节点的生存时间是指根据其剩余能量，节点还能够运行的时间，且一个连通支配集的生存时间是指连通支配集中生存时间最短的节点的生存时间，而在异构自组织网络中，节点的天线具有不同的通信半径，造成各节点的能耗差别很大，各节点的剩余能量差别也很大，因而在针对异构自组织网络构建连通支配集时，并非连通支配集中节点数量越少越好，所构建的连通支配集的生存时间也是一个重要的考虑因素。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了及装置，用于平衡所构建的连通支配集的通信开销和生存时间。为了实现上述目的，现提出的方案如下:，应用于异构自组织网络中的各节点内，包括:在初始状态下标记为第一类节点的各节点分别执行第一操作，所述第一操作包括:各第一类节点向网络中其它节点广播WHITE信息，所述WHITE信息包括各第一类节点的唯一标识ID以及D(U) xL(U)(B)值，u指代节点，λ为预置的调整参数，λ e ,D(u)为节点的度，L(U)为节点的生存时间；各第一类节点接收网络中其它节点广播的若干个WHITE信息，将所述若干个WHITE信息和自身广播的WHITE信息，按照D (u) xL (U) (1])值由大至小的顺序，依次存储在与自身对应的第一列表中；当各第一类节点检测到自身广播的WHITE信息位于所述第一列表中的首位时，将自身标记为第二类节点，并向邻居节点广播携带有自身的唯一标识ID的BLACK信息，以及执行相应的第二类节点操作；当各第一类节点接收邻居节点发送的携带有邻居节点唯一标识ID的BLACK信息时，将自身标记为第三类节点，并向网络中其它节点广播携带有自身的唯一标识ID和所述邻居节点唯一标识ID的GRAYl信息，以及执行相应的第三类节点操作；当各第一类节点接收到其它节点广播的携带有其唯一标识ID和其邻居节点唯一标识ID的GRAYl信息时，将自身对应的第一列表中，包含所述GRAYl信息中的ID的WHITE信息删除；所述第二类节点操作包括:各第二类节点维护一个第一标识符CID，并将其初始化为自身的唯一标识ID，向邻居节点发送携带有自身的第一标识符CID的组件信息；当各第二类节点收到邻居节点发送的携带邻居节点的CID的BLUEl信息时，将自身的CID更新为所述邻居节点的CID，并向邻居节点发送携带有自身更新前及更新后CID的BLUE3信息；所述第三类节点操作包括:各第三类节点维护一个第一标识符CID，并将其初始化为-1，维护一个第二标识符SAME_NEIGHBOR，并将其初始化为O ;当各第三类节点接收到邻居节点发送的携带有邻居节点的第一标识符CID的组件信息时，将所述邻居节点的第一标识符CID添加至自身的第二列表中，以及，向邻居节点发送携带有自身的第二列表的GRAY2信息；当各第三类节点接收到邻居节点发送的携带邻居节点的第二列表的GRAY2信息时，在确定邻居节点的第二列表与自身的第二列表中有相同的第一标识符CID时，将自身的第二标识符SAME_NEIGHBOR置为1，以及，向网络中其它节点广播GRAY3信息，所述GRAY3信息携带有如下信息:自身的ID、C_NEIGHBOR xL(U) (1_λ)值、自身的第二列表中CID的个数| C_NEIGHBOR |、自身的第二标识符SAME_NEIGHBOR，其中u指代节点，L(U)为自身的生存时间；当各第三类节点接收到其它节点广播的GRAY3信息时，将自身广播的GRAY3信息和接收到的GRAY3信息，按照|C_NEIGHBOR| xL(U) (1_λ)值由大至小的顺序，依次存储在自身的第三列表中，并且，各第三类节点在判断满足下述条件时，将自身标记为第四类节点，并将自身的CID置为自身的第二列表中的最小的元素，然后向邻居节点发送携带有自身的第一标识符CID的BLUE I信息，以及，发送携带自身的唯一标识ID的BLUE2信息，并执行相应的第四类节点操作，其中所述条件包括:1、自身广播的GRAY3信息位于第三列表的首位；2、在第三列表中，位于自身广播的GRAY3信息之前的GRAY3信息的|C_NEIGHBOR值等于1、SAME_NEIGHBOR等于1，以及，自身广播的GRAY3信息的|C_NEIGHBOR|值等于1、SAME_NEIGHBOR 等于 O ;当各第三类节点收到邻居节点发送的携带邻居节点唯一标识ID的BLUE2信息时，从自身的第三列表删除包含邻居节点唯一标识ID的GRAY3信息；当各第三类节点接收到邻居节点发送的携带有邻居节点更新前及更新后CID的BLUE3信息时，在自身的第二列表中添加所述邻居节点更新后的CID，并删除所述邻居节点更新前的CID ；以及，在确定自身的SAME_NEIGHBOR等于O时，将自身的SAME_NEIGHBOR置为I，然后向其它节点广播GRAY3信息，并向邻居节点发送携带有自身的第二列表的GRAY4信息；当各第三类节点收到邻居节点发送的携带有邻居节点的第二列表的GRAY4信息，且自身的SAME_NEIGHBOR等于0、自身的第二列表和所述邻居节点的第二列表中包含相同的CID时，将自身的SAME_NEIGHBOR置为1，并向其它节点广播GRAY3信息；所述第四类节点操作包括:当各第四类节点收到邻居节点发送的携带邻居节点的CID的BLUEl信息时，将自身的CID更新为所述邻居节点的CID，并向邻居节点发送携带有自身更新前及更新后CID的BLUE3信息；网络中各个节点在确定自身及其它节点的第三列表中|C_NEIGHBOR|值等于I且SAME_NEIGHBOR等于I时，由第四类节点和第二类节点共同构成虚拟骨干网。优选地，在对节点进行标记时，使用不同的颜色来区分第一类节点、第二类节点、第三类节点和第四类节点。从上述的技术方案可以看出，本申请实施例提供的异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法，逐步选出网络拓扑结构中D(U) aL(u) (1_λ)值最大的节点U，组成第二类节点集合，剩余的作为第三类节点，并按照本申本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法，其特征在于，应用于异构自组织网络中的各节点内，该方法包括：在初始状态下标记为第一类节点的各节点分别执行第一操作，所述第一操作包括：各第一类节点向网络中其它节点广播WHITE信息，所述WHITE信息包括各第一类节点的唯一标识ID以及D(u)λL(u)(1‑λ)值，u指代节点，λ为预置的调整参数，λ∈[0,1]，D(u)为节点的度，L(u)为节点的生存时间；各第一类节点接收网络中其它节点广播的若干个WHITE信息，将所述若干个WHITE信息和自身广播的WHITE信息，按照D(u)λL(u)(1‑λ)值由大至小的顺序，依次存储在与自身对应的第一列表中；当各第一类节点检测到自身广播的WHITE信息位于所述第一列表中的首位时，将自身标记为第二类节点，并向邻居节点广播携带有自身的唯一标识ID的BLACK信息，以及执行相应的第二类节点操作；当各第一类节点接收邻居节点发送的携带有邻居节点唯一标识ID的BLACK信息时，将自身标记为第三类节点，并向网络中其它节点广播携带有自身的唯一标识ID和所述邻居节点唯一标识ID的GRAY1信息，以及执行相应的第三类节点操作；当各第一类节点接收到其它节点广播的携带有其唯一标识ID和其邻居节点唯一标识ID的GRAY1信息时，将自身对应的第一列表中，包含所述GRAY1信息中的ID的WHITE信息删除；所述第二类节点操作包括：各第二类节点维护一个第一标识符CID，并将其初始化为自身的唯一标识ID，向邻居节点发送携带有自身的第一标识符CID的组件信息；当各第二类节点收到邻居节点发送的携带邻居节点的CID的BLUE1信息时，将自身的CID更新为所述邻居节点的CID，并向邻居节点发送携带有自身更新前及更新后CID的BLUE3信息；所述第三类节点操作包括：各第三类节点维护一个第一标识符CID，并将其初始化为‑1，维护一个第二标识符SAME_NEIGHBOR，并将其初始化为0；当各第三类节点接收到邻居节点发送的携带有邻居节点的第一标识符CID的组件信息时，将所述邻居节点的第一标识符CID添加至自身的第二列表中，以及，向邻居节点发送携带有自身的第二列表的GRAY2信息；当各第三类节点接收到邻居节点发送的携带邻居节点的第二列表的GRAY2信息时，在确定邻居节点的第二列表与自身的第二列表中有相同的第一标识符CID时，将自身的第二标识符SAME_NEIGHBOR置为1，以及，向网络中其它节点广播GRAY3信息，所述GRAY3信息携带有如下信息：自身的ID、|C_NEIGHBOR|λL(u)(1‑λ)值、自身的第二列表中CID的个数|C_NEIGHBOR|、自身的第二标识符SAME_NEIGHBOR，其中u指代节点，L(u)为自身的生存时间；当各第三类节点接收到其它节点广播的GRAY3信息时，将自身广播的GRAY3信息和接收到的GRAY3信息，按照|C_NEIGHBOR|λL(u)(1‑λ)值由大至小的顺序，依次存储在自身的第三列表中，并且，各第三类节点在判断满足下述条件时，将自身标记为第四类节点，并将自身的CID置为自身的第二列表中的最小的元素，然后向邻居节点发送携带有自身的第一标识符CID的BLUE1信息，以及，发送携带自身的唯一标识ID的BLUE2信息，并执行相应的第四类节点操作，其中所述条件包括：1、自身广播的GRAY3信息位于第三列表的首位；2、在第三列表中，位于自身广播的GRAY3信息之前的GRAY3信息的|C_NEIGHBOR|值等于1、SAME_NEIGHBOR等于1，以及，自身广播的GRAY3信息的|C_NEIGHBOR|值等于1、SAME_NEIGHBOR等于0；当各第三类节点收到邻居节点发送的携带邻居节点唯一标识ID的BLUE2信息时，从自身的第三列表删除包含邻居节点唯一标识ID的GRAY3信息；当各第三类节点接收到邻居节点发送的携带有邻居节点更新前及更新后CID的BLUE3信息时，在自身的第二列表中添加所述邻居节点更新后的CID，并删除所述邻居节点更新前的CID；以及，在确定自身的SAME_NEIGHBOR等于0时，将自身的SAME_NEIGHBOR置为1，然后向其它节点广播GRAY3信息，并向邻居节点发送携带有自身的第二列表的GRAY4信息；当各第三类节点收到邻居节点发送的携带有邻居节点的第二列表的GRAY4信息，且自身的SAME_NEIGHBOR等于0、自身的第二列表和所述邻居节点的第二列表中包含相同的CID时，将自身的SAME_NEIGHBOR置为1，并向其它节点广播GRAY3信息；所述第四类节点操作包括：当各第四类节点收到邻居节点发送的携带邻居节点的CID的BLUE1信息时，将自身的CID更新为所述邻居节点的CID，并向邻居节点发送携带有自身更新前及更新后CID...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓辉，白鑫，刘圆圆，白森，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22