[发明专利]一种交通信号控制器自组网的路由节点布局方法

权利要求书

1.一种交通信号控制器自组网的路由节点布局方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立数学模型：

1-1)平面上终端节点集合EP＝{EP₁，EP₂，...，EP_n}，EP_i的坐标为(x_i，y_i)，通信半径为r，i＝1，2，...，n；对任意的两个终端节点EP_i和EP_j，必须通过路由节点进行通信，i，j＝1，2，...，n，i≠j；

1-2)平面上有一个协调器节点CN，坐标为(x，y)，通信半径为R，其中R≥r，协调器节点同时设为路由节点；

1-3)路由节点集合RP＝{RN₁，RN₂，...，RN_m}，RN_i的坐标为(s_i，t_i)，通信半径为R，i＝1，2，..，m；路由节点可与协调节点、路由节点、终端节点通信，决策变量为路由节点集合RP的元素个数m及其中每个路由节点的坐标(s_i，t_i)，i＝1，2，...，m；

1-4)平面上任意两个点p(x₁，y₁)和q(x₂，y₂)之间的距离定义为：

1-5)设E是任意终端节点，X是任意路由节点，若d(E，X)≤r，则称E与X是连通的，或者终端节点E被路由节点X覆盖；

1-6)设X、Y是任意两个路由节点，其中X≠Y，若d(Y，X)≤R，则称Y与X是连通的，或者路由节点Y被路由节点X覆盖；

1-7)求m的最小值m₀以及路由节点集合RP及其中每个点的坐标，使得RP的元素个数为m₀，且所有的终端节点被RP中至少一个元素覆盖；

2)求解步骤：

2-1)将协调器节点标为路由节点，m＝1，RP＝{CN}，CN的坐标为(x，y)；以CN为圆心，r为半径作圆，将该圆内的终端节点标记为已连通；

2-2)如果所有终端节点已连通，则令m₀＝m，输出m₀、RP及其中每个点的坐标，结束；

所述的步骤2-2)后还包括：

2-3)令k＝1，其中，当步骤2-2)中的终端节点未连通，则转到步骤2-3)；

2-4)对RP中每个路由节点RNi(i＝1，2，...，m)，分别以kR+r为半径作圆，找出与路由节点之间距离小于kR+r的未连通终端节点，未连通终端节点集合记作UC_i；

2-5)如果为空，则k＝k+1，转步骤2-4)；

2-6)对i＝1，2，...，m，若UC_i非空，则以RN_i为圆心，kR为半径画圆O_i；

2-7)在所有O_i(i＝1，2，...，m，UC_i非空)的圆周上选择一个点OV，使得它所覆盖的未联通终端节点最多，记住OV的平面坐标，设OV在O₀的圆周上，记O₀的圆心为RN_O。

2.根据权利要求1所述的交通信号控制器自组网的路由节点布局方法，其特征在于，所述的步骤2-7)后还包括：

2-8)RP＝RP∪{OV}；m＝m+1，以OV为圆心，r为半径作圆，将此圆内包含的及圆周上的所有未连通终端节点标记为已连通；

2-9)连接OV与RN_O，将该线段记为L；

2-10)如果k＝1，转2-2)；否则，以RN_O为圆心，分别以R，2R，...，(k-1)R为半径画圆，相应的圆分别记为C₁，C₂，...，C_k-1；

2-11)线段L与圆C₁，C₂，...，C_k-1的圆周的交点分别记作v1，v2，…，v_k-1，分别记住v1，v2，...，v_k-1的平面坐标；

2-12)RP＝RP∪{v1，v2，...，v_k-1}；转步骤2-2)。