[发明专利]一种无人机自组网动态加权簇首选举方法

说明书

一种无人机自组网动态加权簇首选举方法，涉及自组网领域，为解决现有无人机算法簇首变更率快，网络拓扑频繁变化的问题，包括步骤一：将所有无人机进行编号：步骤二：首先求得每个节点当前节点电池能量、节点相关度、节点移动性、节点距离总和，然后得到每个节点的权值：步骤三：选择权值最大的节点为第一个分簇簇首，其有效通信距离内的节点为簇内成员，除去第一个簇的簇首和簇成员以外，其余的节点再次选举最大权值担任第二簇的簇首，其簇首有效通信距离内的节点为簇内成员，以此类推，直至所有节点均分簇完毕。本发明有效降低无人机自组网的簇首变更率，增强网络性能，均衡无人机的能量消耗。

技术领域

本发明涉及自组网领域，具体为一种无人机自组网动态加权簇首选举方法。

背景技术

近年来，我国地震频发，其危害之大，范围之广，引发了人们的极大关注。在近20年中，我国因地震造成的死亡人数达同一段时间内全世界地震致死总人数的约18％。2008年的汶川特大地震，导致了约8.7万人员死亡或失踪，受伤人数高达37万，造成直接经济损失8400亿元，地震灾害给我国经济和社会造成了巨大的影响。在地震灾后救援中，地面固定通信设施被毁，传统无线通信失效，震后的杂乱地形也不利于人员搜救，此时利用无人机机组网可以对灾区环境进行信息采集，寻找生还者，而无人机是资源受限的终端，分簇结构可以有效提升网络性能，但现有技术中无人机算法簇首变更率快，网络拓扑频繁变化影响了无人机自组网络的整体性能。

发明内容

本发明的目的是：针对现有无人机算法簇首变更率快，网络拓扑频繁变化的问题，提出一种无人机自组网动态加权簇首选举方法。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：一种无人机自组网动态加权簇首选举方法，包括以下步骤：

步骤一：将所有无人机进行编号：

步骤二：首先求得每个节点当前节点电池能量、节点相关度、节点移动性、节点距离总和，然后得到每个节点的权值：

步骤三：选择权值最大的节点为第一个分簇簇首，其有效通信距离内的节点为簇内成员，除去第一个簇的簇首和簇成员以外，其余的节点再次选举最大权值担任第二簇的簇首，其簇首有效通信距离内的节点为簇内成员，以此类推，直至所有节点均分簇完毕。

进一步的，所述步骤一的详细步骤为：首先将所有无人机节点逐一分配序号，序号从1开始依次增加，直至所有无人机节点都有编号为止，然后记录无人机节点的坐标，若有无人机中途丢失，则将其序号收回，然后将收回的序号分配给新加入的无人机。

进一步的，所述无人机中途丢失的判定方法为：通过能否接收到无人机间隔时间发送的信号判定无人机是否丢失。

进一步的，所述节点电池能量通过下公式得到：

E＝E₀-e×n×t

其中，E₀是本无人机节点出发时的电池能量，t是在执行本次任务中已度过时长，n为有效通信距离内的无人机个数，e为每个节点与其它单个节点通信单位时间消耗的能量值。

进一步的，所述E₀的初始值为1000焦耳。

进一步的，所述节点相关度具体为：W₁,W₂分别表示簇内、簇间的通信带宽，U代表节点个数，最优簇成员个数为：

将节点i的度数记d_i，节点的相关度为：

D＝|d_i-g|。

进一步的，所述节点移动性通过两节点信号功率的比确定，其公式如下：