[发明专利]适于高动态无线网络的负载均衡的自适应稳定分簇方法和系统

权利要求书

1.适于高动态无线网络的负载均衡的自适应稳定分簇方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.选举簇首并形成初始簇；

S2.对簇结构进行自适应维护，包括稳定邻节点的维护、备用跟随节点表的存储和更新、簇类型变更、簇融合、簇解散和多网关节点对的维护；

所述步骤S1包括以下子步骤：

S101.建立稳定邻节点表：

初始化网络内所有节点均为孤立节点，未加入到任何簇之中，每个节点周期性地向周围邻节点发送Hello数据包；同时各节点根据接收到的邻节点的Hello数据包，建立自己的稳定邻居表，根据接收到的Hello数据包存储并更新稳定邻节点的相关信息；

S102.选择簇首：

网络内任一节点i根据自己建立的稳定邻节点表，计算自己的簇首胜任度CL(i)，当节点在稳定邻节点中具有最小的CL值且CL(i)＜CL_th时，节点i将自己的状态改变为准簇首状态，并开启一个定时器，其中CL_th是根据交通场景预设的簇首胜任度阈值；

判断在定时器时间内节点i是否未听到其他簇首或者准簇首的Hello数据包：

若是，则比较二者的CL值，将CL值较大的节点变成孤立节点状态；

若否，节点i将自己的状态改为簇首状态，并根据自己当前稳定邻节点的情况创建一个单跳簇、两跳簇或者四跳簇，发布一个簇成立数据包通知周围节点该簇的相关信息；

S103.将孤立节点加入簇中：

孤立节点先查看自己的稳定邻居表是否有可连接的簇首；

如果有可连接簇首的话，簇的类型决定相应簇的优先级，即当节点与单跳簇的簇首之间的距离小于2R/5时优先加入单跳簇；其次连接两跳簇的簇首，最后连接四跳簇的簇首，R为节点的通信半径；

如果存在两个以上同类型的簇首，那么则优先连接饱和度低的簇相应的簇首；节点通过向所要连接的目的簇首发送申请加入簇的数据包，然后如果在一定时间T_a内得到簇首的肯定应答，则成功加入相应簇，变为该簇的一级节点，否则尝试向下一个次优的簇首发送申请加入的数据包；

如果没有可加入的簇首，节点也向四跳簇中的一级节点发送申请加入簇的数据包加入相应的四跳簇，如果在一定时间T_a内得到目的一级节点的肯定应答，则成功加入相应簇，变为该簇的二级节点，否则尝试向下一个次优先的目的跟随节点发送申请加入的数据包：首先节点查看稳定邻居表中是否有四跳簇的一级节点，只存在一个可连接的一级节点的话直接请求加入对应的四跳簇，如果存在多个可连接的一级节点，若一级节点属于不同簇，选择饱和度低的簇；若一级节点属于相同簇，则选择与本节点相比相对移动性小的一级节点跟随；

所有孤立节点都通过以上步骤加入到某一个簇当中，如果稳定邻节点中不存在可连接的节点则该节点保持孤立节点角色；

S104.形成网关节点：

在不同簇中的互为稳定邻节点的两个成员节点构成一对分布式的网关，如果某节点在的稳定邻节点中存在属于外簇的节点，则该节点与所对应的外簇节点共同成为准网关，计算两个节点之间的稳定链路时间SLT，将自己的状态改为准网关状态，并将SLT信息加入到Hello数据包中，告知周围邻节点；如果在一定时间T_g内没有侦听到Mp个稳定链路时间SLT比自己长的网关对或准网关对，则将自己的状态改为网关，发送一个网关声明数据包；

在形成网关节点时，允许两个簇之间存在最多2对网关，避免单一网关对出现负载过重的情况，降低网络对单一网关对的依赖程度。

2.根据权利要求1所述的适于高动态无线网络的负载均衡的自适应稳定分簇方法，其特征在于：所述Hello数据包中包括但不限于节点当前的状态、位置、速度、运行方向、簇首胜任度、簇的饱和度、可连接数、稳定链路时间、以及簇首或二级节点的相关信息。