[发明专利]一种应用于无线网络的组播树构建方法

权利要求书

1.一种应用于无线网络的组播树构建方法，该方法针对的应用场景如下：无线网络中的节点或部分节点具有可移动性，每个节点按区域或设定的关系划分到某个簇，每个簇有一个簇首，组播树在簇首之间构建，其特征在于，所述的组播树构建方法包括如下步骤：

S1、计算节点的非稳定度，为每个簇选举簇首和备用簇首，过程如下：

根据节点的移动属性、出度和传输时延，计算节点的非稳定度，然后基于节点的非稳定度，选举簇首和备用簇首，其中，所述的非稳定度的定义为：

其中，V为拓扑图的节点集合，α,β是[0,1]之间的平衡系数，deg_adj(i)为节点i及其邻节点的出度之和，deg(j)为节点j的出度，NS(j)为节点j上所有链路的链路失效时间之和，NS(i)为节点i上所有链路的链路失效时间之和，即：

链路失效时间简称LET，其定义基于链路两端节点的移动属性和节点i与相邻节点j的有效通信距离，用于预测该链路的剩余有效时间，其中，移动属性包括移动速度、移动方向和坐标，LET(i,j)按照下式计算：

其中，b＝x_i-x_j，d＝y_i-y_j，a＝v_icosθ_i-v_jcosθ_j，c＝v_isinθ_i-v_jsinθ_j，(x_i,y_i)、(x_j,y_j)分别为节点i、j的二维空间坐标，v_i、v_j分别为节点i、j的移动速度值，θ_i、θ_j分别为节点i,j的移动方向，0≤θ_i,θ_j≤2π，R为节点的有效通信距离，NS(j)为节点j上所有链路的链路失效时间之和,δ(i)为以节点i为源节点，其余节点为目的节点的传输路径d(i,j)的传输时延之和，即：δ(j)为以节点j为源节点，其余节点为目的节点的传输路径d(j,k)的传输时延之和,即:

S2、簇内节点通过发送握手信息建立连接，构建簇内传输路径；

S3、在簇首间根据传输路径的跳数、时延、带宽、安全性和误码率中的一个或多个参数，以加权和或根据要求逐项参数匹配的方式，选择簇首构建组播树；

S4、根据拓扑的连通性，采取节点重连策略，提高组播树的稳定性；

S5、在无线网络运行过程中，交换网络和自身节点间的状态信息，动态调整和维护连接关系。

2.根据权利要求1所述的一种应用于无线网络的组播树构建方法，其特征在于，若两个节点间有多条传输路径，取两个节点间所有传输路径时延的平均值为传输时延。

3.根据权利要求1所述的一种应用于无线网络的组播树构建方法，其特征在于，所述的组播树中包含分叉点，以减少组播树的冗余路径。

4.根据权利要求1所述的一种应用于无线网络的组播树构建方法，其特征在于，所述的节点重连策略的规则包括：簇内的节点如果发现某个或某些邻居节点不可达，即向邻居节点发送握手报文，请求建立链路；收到握手报文的节点根据自身的最大节点度和出度，判断是否可以与该节点搭建链路，分为以下情况：

(1)若收到握手报文的节点的出度小于最大节点度，则向发送握手报文的节点响应握手报文，表示可以搭建链路；

(2)若收到握手报文的节点的出度等于最大节点度，尝试断开节点的某条不影响节点通信的链路，使节点的出度小于最大节点度，若链路断开成功，则向发送握手报文的节点响应握手报文，搭建链路；

当节点收到握手报文后，需向发送报文的节点响应握手报文，然后与该节点搭建链路，若节点在时间T内没有收到响应，则继续发向簇内节点发送握手报文，若在预设的尝试次数失败后，则放弃重连；若链路搭建成功，判断是否能与同一簇内的所有其它节点可达，分为以下情况：

(1)节点能够与同一簇内的所有其它节点通信，节点重连成功，节点重连过程结束；

(2)节点仍不能够与同一簇内的所有其它节点通信，此时节点应通知与其搭建新链路的节点采取节点重连策略，重复以上过程，不断尝试直至节点重连成功。