[发明专利]一种提高航空自组网拓扑持续时间的多跳分簇方法

权利要求书

1.一种提高航空自组网拓扑持续时间的多跳分簇方法，其特征在于：所述一种提高航空自组网拓扑持续时间的多跳分簇方法包括按顺序进行的下列步骤：

(1)分簇形成阶段

1.1)对航空节点飞行轨迹原始数据进行预处理，得到预处理后的轨迹属性；

1.2)每个节点将预处理后的轨迹属性以广播的方式发送给邻居节点；

1.3)每个节点获取到其所有邻居节点的轨迹属性，生成邻居属性表；

1.4)根据邻居属性表中的轨迹属性计算节点与其邻居节点之间的链路持续时间；

1.5)统计大于链路持续时间阈值的链路个数m；

1.6)当大于链路持续时间阈值的链路个数m超过设定的连接度最小值n时，该节点则向邻居节点提出链路建立请求而形成网络分簇；

(2)分簇维护阶段

2.1)获取邻居节点的轨迹属性，并更新邻居属性表中邻居节点的轨迹信息；

2.2)根据邻居属性表中邻居节点的轨迹属性计算已有链路的链路持续时间和与新的邻居节点之间的链路持续时间；

2.3)根据步骤2.2)中计算的链路持续时间来维护已有连接和创建新的连接来维持分簇；

2.4)重复步骤2.1)到步骤2.3)，实时地根据节点的轨迹信息将动态网络进行网络分簇。

2.根据权利要求1所述的提高航空自组网拓扑持续时间的多跳分簇方法，其特征在于：在步骤1.1)中，所述对航空节点飞行轨迹原始数据进行预处理，得到预处理后的轨迹属性的方法是：

将航空节点飞行轨迹原始数据从WGS-84坐标系(World Geodetic System-1984Coordinate System)转换为地心地固坐标系(Earth-Centered Earth-Fixed,ECEF)，转换公式如式(1)所示：

x＝(N_R+H)·osB·osL

y＝(N_R+H)·cosB·sinL

z＝[N_R·1²)+H]·sinB(1)

e²＝(a²-b²)/²

其中，B，L和H分别表示WGS-84坐标系中的纬度、经度和高度；x,y,z分别表示ECEF坐标位置；a表示地球的半长轴，为6,378,137m；b表示地球的半短轴，为6,356,752m；N_R表示主垂直曲率半径；e表示椭球的第一偏心率。

3.根据权利要求1所述的提高航空自组网拓扑持续时间的多跳分簇方法，其特征在于：在步骤1.2)中，所述的每个节点将预处理后的轨迹属性以广播的方式发送给邻居节点的方法是：

将预处理后的轨迹属性按照固定的格式放到数据包中，以当前节点为源节点，通过广播的方式将数据包发送给所有的一跳邻居节点。

4.根据权利要求1所述的提高航空自组网拓扑持续时间的多跳分簇方法，其特征在于：在步骤1.3)中，所述的每个节点获取到其所有邻居节点的轨迹属性，生成邻居属性表的方法是：

节点在广播自己属性的同时会收到来自邻居节点的轨迹属性数据包，该节点收集所有邻居节点的轨迹属性生成邻居属性表。

5.根据权利要求1所述的提高航空自组网拓扑持续时间的多跳分簇方法，其特征在于：在步骤1.4)中，所述的根据邻居节点的轨迹属性计算节点与其邻居之间的链路持续时间的方法是：

根据节点的位置属性和节点的移动属性，计算出节点与节点间的链路持续时间；链路持续时间是指两个节点可以互相通信的持续时间，计算公式如式(2)所示：

其中，Stime_ij表示节点i和节点j在其传输范围内的持续时间；D_ij表示节点i和节点j的相对位置；V_ij表示节点i和节点j的相对速度；R表示节点i和节点j的通信半径。