[发明专利]应用于无线传感器网络的分簇控制方法

权利要求书

1.一种应用于无线传感器网络的分簇控制方法，包括如下步骤：

(1)在S×S的平面范围内，随机抛撒n个传感器节点，构建随机无线传感器网络，各节点将各自的ID号、位置、剩余能量信息封装为数据报文向周围的邻居节点进行广播，广播过程结束时，各节点均形成并维护一张邻居列表，邻居列表中存贮节点本身及其邻居节点的剩余能量、ID号和位置信息；

(2)在生成的无线传感器网络中，将各节点看成一个独立的簇，基站利用网络的Laplace矩阵求出该无线传感器网络非平凡特征向量的均值向量d^*=(d_i)_n×1，取d^*中各簇对应的元素为该簇的坐标，并构建网络的簇间距矩阵D=[D_ij]_n×n，其中：

Dij=|di-dj|i≠j+∞i=j]]>

式中，D_ij表示簇i与簇j之间的距离，d_i是簇i在均值向量d^*中对应的元素，d_j是簇j在均值向量d^*中对应的元素，i和j均为簇的标号；

(3)在衡量网络划分质量标准的模块度基础上，构建初始的模块度增量矩阵ΔQ=[ΔQ_ij]_n×n，其中：

式中，ΔQ_ij表示网络合并簇i和簇j后带来的模块度增量，m为网络中的总边数，中间变量a_i表示网络中与簇i相连的边占网络总边数的比例，即k_ii表示网络中与簇i相连的边数，中间变量a_j表示网络中与簇j相连的边占网络总边数的比例，即k_jj表示网络中与簇j相连的边数；

(4)赋值变量N=1；

(5)提取簇间距矩阵D中的第N小元素D_ij的下标i和j，i和j分别表示两个不同簇的标号；

(6)提取模块度增量矩阵ΔQ中簇i对应的那一行与簇j对应的那一列交叉处的元素ΔQ_ij，如果ΔQ_ij<0，则令N=N+1，并返回到步骤(5)；如果ΔQ_ij>0，则合并簇i和簇j，然后分别更新模块度增量矩阵ΔQ、簇间距矩阵D、中间变量a_i和a_j；

(7)判断更新后的模块度增量矩阵ΔQ中各元素是否均非正，如果里面含有正元素，则返回步骤(4)；如果均非正，则得到与实际网络最为匹配的簇，然后在得到的簇里面按簇头选择函数选择簇头节点。