[发明专利]基于边介数的无线传感器网络分簇方法

权利要求书

1.一种基于边介数的无线传感器网络分簇方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：

针对由多节点组成的网络，构造出一个由0和1元素构成的对称三角阵，即构成网络邻接矩阵，其中N个节点网络的邻接矩阵G_N×N：

GN×N=......................................0111100000......1000100000......1001010000......1010100000......1101000001......0010001000......0000010110......0000001011......0000011101......0000100110.......................................,]]>

根据所述邻接矩阵G_N×N，计算所述网络中任意两个节点之间的最短路径；

根据所述邻接矩阵G_N×N，计算所述网络中任意两个节点之间的最短路径条数；

计算边介数和边介数矩阵，其中，边介数是网络中所有最短路径中经过某一条边的路径的数目占最短路径总数的比例；

所述边介数的计算步骤如下：

B(i,j)=Σ1n(i,j);i,j∈[1,N],]]>

其中，n(i，j)代表从节点i到节点j的最短路径条数，N代表节点数目；

根据邻接矩阵G_N×N和边介数的计算方法可得到边介数矩阵B_N×N，其中

BN×N=.......................................02.52.51.51.500000......2.50001.500000......2.5001.5000000......1.501.50200000......1.51.502000000......0000001.502.50......000001.5021.50......000000201.51.5......000002.51.51.502.5......00000001.52.50.......................................;]]>

由边介数矩阵B_N×N进行分簇，其步骤如下：

首先由得到的边介数矩阵B_N×N，依次去掉其最大值以及最大值所对应的邻接矩阵中的边，从而得到分簇；

再计算整个分簇网络的Q值；Q值代表网络分簇结果的优劣，当Q取极大值时，网络分簇得到最优分簇结果；

其中，分簇中使用的Q值定义为：

Q=Σi(eij-ai2)=Tre-||e2||,]]>

其中，e_ij代表从分簇i到分簇j之间连接的边的数目，代表在分簇i中的边的数目，Tre＝∑_ie_ij代表连接顶点的边的数目，Q的取值范围为0～1。

2.根据权利要求1所述的基于边介数的无线传感器网络分簇方法，其特征在于，所述分簇划分的具体计算过程如下：

步骤1：计算网络最短路径以及最短路径条数；

步骤2：计算边介数，得到边介数矩阵；

步骤3：求得边介数矩阵中的最大值；

步骤4：去掉边介数最大值以及它所对应的边；

步骤5：判断是否得到分簇，若是转步骤6，否则跳转到步骤3；

步骤6：计算整个分簇网络的Q值，判断是否极大值，若是则结束，否则跳转到步骤3；

步骤7：结束，完成所述网络的分簇。