[发明专利]一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，更具体地说，涉及一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法及装置。

背景技术

自组织网络是一种多跳的临时性自治系统，其分为异构自组织网络和同构自组织网络，其中所谓的异构是指网络中各节点的天线具有不同的通信半径。作为一种分布式网络，自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施的情况下，提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。自组织网络在军事通信、紧急服务和灾难恢复等领域有着重要的应用。

在构建自组织网络时，一般采用构造虚拟骨干网的方式避免广播风暴的问题。通过构造虚拟骨干网，可以大幅降低网络中的路由复杂度，显著地延长网络寿命。目前国际上主流的构建虚拟骨干网的方法是建立一个连通支配集作为虚拟骨干网。支配集是指一个满足如下条件的节点集合：对于网络中任何一个非支配集中的节点，都有一个支配集中的节点是它的邻居。互为邻居的两个节点能够直接通信。而连通支配集的意思是支配集中的节点是连通的。为了减少路由复杂度和通信开销，现有技术在构建一个连通支配集时，一般希望连通支配集中的节点数量越少越好。

由于网络中各节点的生存时间是指根据其剩余能量，节点还能够运行的时间，且一个连通支配集的生存时间是指连通支配集中生存时间最短的节点的生存时间，而在异构自组织网络中，节点的天线具有不同的通信半径，造成各节点的能耗差别很大，各节点的剩余能量差别也很大，因而在针对异构自组织网络构建连通支配集时，并非连通支配集中节点数量越少越好，所构建的连通支配集的生存时间也是一个重要的考虑因素。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法及装置，用于平衡所构建的连通支配集的通信开销和生存时间。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立方法，包括：

将网络拓扑结构中所有的节点标记为第一类节点，所述网络拓扑结构中互为邻居的两个节点间有连线；

在所述网络拓扑结构中选取使得D(u)^λL(u)^(1-λ)值最大的节点u，将节点u标记为第二类节点，并将节点u的邻居节点标记为第三类节点，其中λ为预置的调整参数，D(u)为节点u的度，L(u)为节点u的生存时间；

将节点u加入集合I，将节点u及其邻居节点从所述网络拓扑结构中删除；

判断所述网络拓扑结构中是否还存在节点；

若是，则返回所述在所述网络拓扑结构中选取使得D(u)^λL(u)^(1-λ)值最大的节点u，将节点u标记为第二类节点，并将节点u的邻居节点标记为第三类节点步骤；

若否，则判断所述集合I是否为连通集合，并在判断结果为是时，将集合I确定为所述异构自组织网络的虚拟骨干网。

优选地，在判断所述集合I为非连通集合时，该方法还包括：

判断是否存在使得C(u)>1的第三类节点，其中C(u)为节点u相邻的一二类节点分支组合的数量，所述一二类节点分支组合为：网络拓扑结构中，由第一类节点和第二类节点、第一类节点和第一类节点组成的分支；

若是，选择使得C(u)^λL(u)^(1-λ)值最大的第三类节点u，将该第三类节点u标记为第四类节点；

若否，选择满足第一条件的第三类节点u，将该第三类节点u标记为第四类节点，所述第一条件包括：节点u的生存时间最大，且节点u有一个属于第三类节点的邻居节点，并且该邻居节点和一个不与节点u相连的一二类节点分支组合相连；

将所述第四类节点加入所述集合I，并将集合I确定为所述异构自组织网络的虚拟骨干网。

优选地，在对节点进行标记时，使用不同的颜色来区分第一类节点、第二类节点、第三类节点和第四类节点。

优选地，在所述将网络拓扑结构中所有的节点标记为第一类节点之前，该方法还包括：

建立所述网络拓扑结构的二维圆盘图模型或三维球体图模型。

一种异构自组织网络中虚拟骨干网的建立装置，包括：

第一标记单元，用于将网络拓扑结构中所有的节点标记为第一类节点，所述网络拓扑结构中互为邻居的两个节点间有连线；