一种极大覆盖分群方法、装置及网络节点制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种极大覆盖分群方法、装置及网络节点，该方法包括：确定并广播第一节点的覆盖能力信息；获取第二节点广播的所述第二节点的覆盖能力信息；根据所述第一节点的覆盖能力信息和所述第二节点的覆盖能力信息，选择群首节点，组成极大覆盖分群；本发明专利技术实施例通过节点的覆盖状态信息交换和覆盖能力信息计算，优选出最大覆盖的群首节点，进而组成最少跳极大覆盖的无线骨干网，从而实现无线异构网络中的高通信能力节点的有效利用，实现无线异构网络的最佳分群。

【技术实现步骤摘要】
一种极大覆盖分群方法、装置及网络节点
本专利技术涉及通信
，尤其是一种极大覆盖分群方法、装置及网络节点。
技术介绍
无线自组网(即Adhoc网络)综合了移动无线通信和计算机网络等技术，无须依赖预设的通信基础设施就可以快速自动组网，具有自组织、自愈合、无中心、多跳路由和高抗毁性等特点，适合于突发、临时性的应急通信场合。利用Adhoc网络的多跳转发和自组织特性可以提高网络组织的维护灵活性和健壮性。但是平面Adhoc网络的可扩展性差，解决自组网可扩展性问题的一个有效方法是通过分群构建层次化的网络拓扑结构，分群的基本思想是按照地理邻近关系将网络节点分为若干个群组，给网络提供规模较小的逻辑组织，使网络易于管理。分群内的节点集可以共享信道资源，分群间则便于实现时隙和扩频码的空间复用，从而提高信道吞吐量。形成网络分群结构的重要节点是群首(Cluster-Head)，它们负责建立分群和维护网络拓扑。群首的集合称为支配集(DominatingSet，DS)，它们之间通过直视(LOS)链路或网关(Gateway)转发实现群间通信，互相连通的支配节点集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极大覆盖分群方法，应用于自组网的第一节点，其特征在于，包括：/n确定并广播第一节点的覆盖能力信息；/n获取第二节点广播的所述第二节点的覆盖能力信息；/n根据所述第一节点的覆盖能力信息和所述第二节点的覆盖能力信息，选择群首节点，组成极大覆盖分群。/n

【技术特征摘要】
1.一种极大覆盖分群方法，应用于自组网的第一节点，其特征在于，包括：
确定并广播第一节点的覆盖能力信息；
获取第二节点广播的所述第二节点的覆盖能力信息；
根据所述第一节点的覆盖能力信息和所述第二节点的覆盖能力信息，选择群首节点，组成极大覆盖分群。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定并广播第一节点的覆盖能力信息之前，所述方法还包括：
周期性或基于事件触发机制广播测距信息，所述测距信息至少包括：测距信号；
获取第二节点基于所述测距信息广播的第一节点对于第二节点的覆盖状态信息，所述覆盖状态信息至少包括：第二节点与第一节点的节点相对距离以及第二节点与第一节点之间的链路状态指示。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定第一节点的覆盖能力信息，包括；
根据第二节点广播的第一节点对于第二节点的覆盖状态信息，确定第一节点的覆盖能力信息。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据第二节点广播的第一节点对于第二节点的覆盖状态信息，确定第一节点的覆盖能力信息，包括：
根据所述覆盖状态信息，确定第二节点相对于第一节点的覆盖权值；
根据所述覆盖权值，确定第一节点的覆盖能力信息。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述覆盖状态信息，确定第二节点相对于第一节点的覆盖权值，包括：
根据第二节点的覆盖状态信息以及第一公式，确定第二节点相对于第一节点的覆盖权值；其中，
第一公式为：
CWuv＝w1*DRCuv+w2*lg(LQIuv)；
其中，CWuv为第二节点相对于第一节点的覆盖权值；DRCuv为第二节点与第一节点的节点相对距离；LQIuv为第二节点与第一节点之间的链路状态指示；w1、w2为覆盖权值的影响因子。


6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述覆盖能力信息包括：覆盖能力值；
所述根据所述覆盖权值，确定第一节点的覆盖能力信息，包括：
根据最大邻接覆盖准则，确定最大的覆盖权值为所述第一节点的覆盖能力值；
或者，
根据最大连通覆盖准则，整合覆盖权值，确定整合得到的综合值为所述第一节点的覆盖能力值。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第一节点的覆盖能力信息，包括：
根据所述第一节点对于第二节点的覆盖状态信息、第一节点的节点剩余能量指示、第一节点的节点意愿，确定第一节点的覆盖能力信息。


8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取第二节点基于所述测距信息广播的第一节点对于第二节点的覆盖状态信息，包括：
接收第二节点采用P跳广播机制通过最多P个中间节点转发的覆盖状态信息；
其中，P为大于或者等于1的整数。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，P跳广播机制的终止条件包括下述任意一个：
转发到达所述第一节点，终止广播；
存活时间TTL根据转发跳数，以1为步长进行递减，当TTL等于0时，终止广播；TTL的初始值等于P。


10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一节点的覆盖能力信息和所述第二节点的覆盖能力信息，选择群首节点，包括：
根据所述第一节点的覆盖能力信息和所述第二节点的覆盖能力信息，选择覆盖能力最大的节点为备选群首节点；
广播第一节点选择的备选群首节点，并采用P跳广播机制通过最多P个中间节点转发备选指示信息直到所述备选指示信息到达备选群首节点，所述备选指示信息用于指示第一节点选择所述备选群首节点作为备选群首；P为大于或者等于1的整数；
接收第二节点广播的所述第二节点选择的备选群首节点；
确定被选择为备选群首节点次数最多的节点为群首节点。


11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，若第一节点被选择为群首节点，所述方法还包括：
向选择所述第一节点为群首节点的节点分别发送群首确认消息；其中，第一节点以及选择所述第一节点为群首节点的节点组成一个极大覆盖分群。


12.一种极大覆盖分群方法，应用于自组网的第二节点，其特征在于，包括：
接收第一节点广播的测距信息，所述测距信息至少包括：测距信号；
根据所述测距信息，确定第一节点对于第二节点的覆盖状态信息，所述覆盖状态信息至少包括：第二节点与第一节点的节点相对距离以及第二节点与第一节点之间的链路状态指示；
广播第一节点对于第二节点的覆盖状态信息。


13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述测距信息，确定第一节点对于第二节点的覆盖状态信息，包括：
根据所述测距信息以及第二公式，确定第二节点与第一节点的节点相对距离；
其中，第二公式为：
DRCuv＝Dist(u,v)/Do；
DRCuv为第二节点与第一节点的节点相对距离；Dist(u,v)为第二节点和第一节点之间的绝对距离；Do为标准覆盖距离，用于对绝对距离进行归一化操作；
根据所述测距信息测量接收信号的强度指示RSSI，并采用滑动滤波器对RSSI进行滤波，计算第二节点与第一节点之间的链路状态指示；
其中，滑动滤波器的滤波计算公式为：

i∈{n,(n-1),...,(n-k+1)}；
LQIuv(n)为第二节点与第一节点之间的链路状态指示；k为滑动滤波器的阶数；n为离散时间点；i为滑动滤波器的采样时间点。


14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述广播第一节点对于第二节点的覆盖状态信息，包括：
采用P跳广播机制通过最多P个中间节点转发所述覆盖状态信息；其中，P为大于或者等于1的整数；
所述P跳广播机制的终止条件包括下述任意一个：
转发到达所述第一节点，终止广播；
存活时间TTL根据转发跳数，以1为步长进行递减，当TTL等于0时，终止广播；TTL的初始值等于P。


15.一种网络节点，所述网络节点为自组网的第一节点，所述网络节点包括：收发机、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器用于确定第一节点的覆盖能力信息；
所述收发机用于广播第一节点的覆盖能力信息；获取第二节点广播的所述第二节点的覆盖能力信息；
所述处理器还用于：根据所述第一节点的覆盖能力信息和所述第二节点的覆盖能力信息，选择群首节点，组成极大覆盖分群。


16.根据权利要求15所述的网络节点，其特征在于，所述收...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠孝，刘刚，王金乐，方婧华，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11