一种面向多任务的自组网动态匹配选择方法技术

本发明专利技术公开了一种面向多任务的自组网动态匹配选择方法。使用本发明专利技术能够在多任务情况下，根据任务需求以及节点自身能力进行节点筛选，以此来实现多个功能节点根据实际情况进行自组网并共同完成任务，完成不同任务的动态自组网分配。本发明专利技术中，功能节点首先根据任务需求分析和自身能力属性分析，进行多任务初步筛选；然后接收与其相匹配的任务。如果接收任务唯一，则功能节点将任务输入至自组织网络中，执行任务；如果任务不唯一，则执行优先级别高的任务；如果优先级别相同，则采用基于TOPSIS改进算法的多属性判决，根据任务需求、功能节点自身能力以及其所对应的多重属性，对优先级别相同的任务进行进一步排序，然后选择执行优先级高的任务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天地一体化网络规划
，具体涉及一种面向多任务的自组网动态匹配选择方法。
技术介绍
自组网系统可认为是一个网络节点的结合，其能够相互协调以形成网络，力求以更有效的方式完成各项空间任务，其应用遍布于军事通信、移动网络、和突发事件处理等领域。目前关于自组网的研究多集中在路由选择的优化算法和拓扑控制算法，其中对于延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高MAC(mediaaccesscontrol)协议和路由协议的效率等具有重要意义的拓扑控制已经形成了功率控制和睡眠调度两个主流研究方向。目前，大多数研究是在默认现有功能节点全部符合任务需求的情况下进行，虽然部分研究会通过睡眠调度，控制功能节点在工作状态和睡眠状态之间的转换，但是往往忽略了网络功能节点自身能力与多任务的匹配问题。“面向任务能力的自组织网络体系结构”(系统工程与电子技术，第35卷第5期，2013年5月)一文中，考虑到节点自身能力与任务之间的关系，从具有任务生命周期的应用需求角度出发，提出了基于资源的物理限制在认知域给出平台的优化分配，但是其忽略功能节点与任务匹配时任务需求所具有的区间性。“一种基于任务匹配的联盟生成策略”(系统工程理论与实践，第27卷第7期，2007年7月)一文虽然针对任务匹配提出了通过协商的功能节点自组网的方法，但是该方法需要参考历史任务集，并缺少对于不同优先级任务实时发布的考虑。目前自组网技术缺乏一种有效的任务排序及选择方法，导致在多任务环境下，无法结合功能节点的特性，完成针对不同任务的动态自组网分配。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种面向多任务的自组网动态匹配选择方法，能够在多任务情况下，根据任务需求以及节点自身能力进行节点筛选，以此来实现多个功能节点根据实际情况进行自组网并共同完成任务，完成不同任务的动态自组网分配。本专利技术的面向多任务的自组网动态匹配选择方法，包括如下步骤：步骤1，用户节点发布任务至控制节点；控制节点将这些任务广播至功能节点；步骤2，具有自适应组网功能的各可用功能节点对任务进行获取，并根据任务需求，判断其自身是否具有任务所需功能且满足任务的最低属性要求，如是，则接收该任务，对外显示已用状态，转入步骤3；否则放弃该任务，等待下一个任务的发布，返回步骤1；步骤3，针对每一个接收了任务的功能节点，如果功能节点只接收了一个任务，则与其他接收了同样任务的功能节点组成网络共同完成任务，任务完成后，对外显示可用状态，返回步骤1；如果功能节点同时满足多个任务需求，则按任务的预先设定的优先级，选择完成优先级别最高的任务，如果优先级相同，则转入步骤4；步骤4，针对每一个功能节点，采用改进的TOPSIS算法对功能节点接收到的优先级相同的任务进行排序，包括如下子步骤：步骤4.1，建立方案集X＝{x1，x2，…，xm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向多任务的自组网动态匹配选择方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，用户节点发布任务至控制节点；控制节点将这些任务广播至功能节点；步骤2，具有自适应组网功能的各可用功能节点对任务进行获取，并根据任务需求，判断其自身是否具有任务所需功能且满足任务的最低属性要求，如是，则接收该任务，对外显示已用状态，转入步骤3；否则放弃该任务，等待下一个任务的发布，返回步骤1；步骤3，针对每一个接收了任务的功能节点，如果功能节点只接收了一个任务，则与其他接收了同样任务的功能节点组成网络共同完成任务，任务完成后，对外显示可用状态，返回步骤1；如果功能节点同时满足多个任务需求，则按任务的预先设定的优先级，选择完成优先级别最高的任务，如果优先级相同，则转入步骤4；步骤4，针对每一个功能节点，采用改进的TOPSIS算法对功能节点接收到的优先级相同的任务进行排序，包括如下子步骤：步骤4.1，建立方案集X＝{x1，x2，…，xm}，其中x1为功能节点，x2～xm为该功能节点接收到的任务；方案集X的属性集U为功能节点接收到的所有任务的任务属性的集合，U＝{u1，u2，…，un}；构建决策矩阵A，其中，为方案xi在属性uj下的属性值，其中，为属性值的上界，为属性值的下界，i＝1,2，…，m，j＝1,2，…，n；若任务没有该属性，则其对应方案的属性值为0；步骤4.2，根据属性的类型，对决策矩阵A进行规范化，获得规范化矩阵其中，对于效益型属性值，有：rijL=aijL/Σi=1n(ai=1U)2,]]>rijU=aijU/Σi=1n(ai=1L)2;]]>对于成本型属性值，有：rijL=(1/aijU)/Σi=1n(1/aijL)2,]]>rijU=(1/aijL)/Σi=1n(1/aijU)2;]]>步骤4.3，构造加权规范决策矩阵Z＝[zij]m×n；其中，zij={zijL,zijU}={ωjrijL,ωjrijU},]]>wj为待求取的属性权重；步骤4.4，确定正、负理想点；步骤4.4.1，确定正理想点v+=(v1+,v2+,v3+,...,vn+)T,]]>其中，vj+={vj(+L),vj(+U)}={z1jL,z1jU}={ωjr1jL,ωjr1jU},j=1,2,...,n;]]>步骤4.4.2，确定负理想点v-=(v1-,v2-,v3-,...,vn-)T:]]>针对同一属性j，j＝1,2，…，n，不同方案i与功能节点之间的距离cij为：当属性值为效益型时，CijU=rijU-r1jU,rijU-r1jU≥0-α·(rijU-r1jU),rijU-r1jU<0,]]>CijL=rijL-r1jL,rijL-r1jL≥0-α·(rijL-r1jL),rijL-r1jL<0]]>当属性值为成本型时，CijU={α·(rijU-r1jU),rijU-r1jU≥0-(rijU-r1jU),rijU-r1jU<0,]]>CijL=α·(rijL-r1jL),rijL-r1jL≥0-(rijL-r1jL),rijL-r1jL<0]]>其中，α为修正系数；同一属性j下，取最大值对应的方案k2，和最大值对应的方案k1，则属性j的负理想点为vj-={vj(-L),vj(-U)}[vj(-L),vj(-U)]={zk1jL,zk2jU}={ωjrk1jL,ωjrk2jU};]]>步骤4.5，求取属性权重wj，即D取最小值时对应的wj；其中，D=Σi=1mΣj=1n[(ωjrijL-vj(+L))2+(ωjrijU-vj(+U))2-(ωjrijL-vj(-L))2-(ωjrijU-vj(-U))2];]]>步骤4.6，根据步骤4.5计算获得的wj，求取各方案与正理想点之间的距离di+、各方案与负理想点之间的距离di‑；其中，di+=Σj=1n[(ωjrijL-vj(+L))2+(ωjrijU-vj(+U))2]]]>di-=Σj=1n[(ωjrijL-vj(-L))2+(ωjrijU-vj(-U))2]]]>则功能节点与其接收到的各方案之间的相对接近度为步骤4.7，确定功能...

【技术特征摘要】
1.一种面向多任务的自组网动态匹配选择方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，用户节点发布任务至控制节点；控制节点将这些任务广播至功能节点；
步骤2，具有自适应组网功能的各可用功能节点对任务进行获取，并根据任务需求，判
断其自身是否具有任务所需功能且满足任务的最低属性要求，如是，则接收该任务，对外显
示已用状态，转入步骤3；否则放弃该任务，等待下一个任务的发布，返回步骤1；
步骤3，针对每一个接收了任务的功能节点，如...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳松，李睿德，安建平，卜祥元，陈文，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11