[发明专利]一种基于感知器的自适应按需加权分簇方法

摘要

本发明公开了一种基于感知器的自适应按需加权分簇方法，具体为：步骤一、通过感知器算法确定网络中投放的训练节点权值参数的系数；步骤二、针对网络中的待分簇节点，获取每个待分簇节点i的5个权值参数；步骤三、将待分簇节点i的5个权值参数归一化；步骤四、计算待分簇节点i的总权值W_i；步骤五、针对网络中所有待分簇节点，按每个待分簇节点的1跳邻居节点的个数从大到小排序，将排序后的待分簇节点序号存入iDes数组；步骤六、将网络中的待分簇节点按照iDes数组的先后顺序根据总权值的大小划分到具体的簇。优点在于：利用感知器算法去感知整个网络的权值参数系数，修正节点距离权值参数和相对移动性参数，改善了网络结构和提高网络的负载均衡因子。

主权项

1.一种基于感知器的自适应按需加权分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在网络中投放已知分簇关系和权值参数的训练节点，通过感知器算法确定所有训练节点权值参数的系数；所有训练节点的权值参数系数都相同，分别为：节点度的系数C₁、节点到邻居节点平均距离的系数C₂、节点的移动性的系数C₃、节点的剩余电量的系数C₄和节点发射功率的系数C₅；步骤二、针对网络中的待分簇节点，获取每个待分簇节点i的5个权值参数；5个权值参数分别为：待分簇节点i的度Δ_i，待分簇节点i到邻居节点的平均距离D_i，待分簇节点i的移动性M_i，待分簇节点i的剩余电量E_i，待分簇节点i的天线发射功率P_i；步骤三、针对待分簇节点i，将5个权值参数分别归一化；归一化公式如下：上式中，Δ_min表示网络中所有待分簇节点度的最小值，Δ_max表示网络中所有待分簇节点度的最大值，表示待分簇节点i归一化的度；D_min表示网络中所有待分簇节点到邻居节点平均距离的最小值，D_max表示网络中所有待分簇节点到邻居节点平均距离的最大值，表示待分簇节点i到邻居节点平均距离的归一化值；M_min表示网络中所有待分簇节点相对于其1跳邻居节点的相对移动性的最小值，M_max表示网络中所有待分簇节点相对于其1跳邻居节点的相对移动性的最大值，表示待分簇节点i相对于其1跳邻居节点相对移动性的归一化值；E_min表示网络中所有待分簇节点电池消耗电量的最小值，E_max表示网络中所有待分簇节点电池消耗电量的最大值，表示待分簇节点i归一化的电池消耗电量；P_min表示网络中所有待分簇节点天线发射功率的最小值，P_max表示网络中所有待分簇节点天线发射功率的最大值，表示待分簇节点i归一化的天线发射功率；步骤四、针对待分簇节点i，根据5个权值参数的系数和归一化后的5个权值参数计算节点i的总权值W_i；步骤五、针对网络中所有待分簇节点，按每个待分簇节点的1跳邻居节点的个数从大到小排序，将排序后的待分簇节点序号存入iDes数组；步骤六、将网络中的待分簇节点按照iDes数组的先后顺序划分到具体的簇；步骤601、依次取出iDes数组的某个元素iDes(i)，选取该元素iDes(i)所在组的簇头节点head，并给邻居节点广播簇头消息clusterHeadMsg(head,clusterSet)；步骤602、1跳邻居节点p收到簇头消息后，判断1跳邻居节点p的簇头域是否为空，如果为空，进入步骤603；否则，簇头域非空，丢弃此消息；步骤603、判断节点p是否存在于簇集合clusterSet中，如果是，将节点p的簇头域标记为head，进入步骤604；否则丢弃此消息；步骤604、节点p转发消息clusterHeadMsg(head,clusterSet)给节点p的所有1跳邻居节点，针对收到消息后的某个邻居节点q，判断节点q的簇头域是否为空，如果为空，进入步骤605；否则，簇头域非空，丢弃此消息；步骤605、判断节点q是否存在于簇集合clusterSet中，如果是，将节点q的簇头域标记为head，并转发消息clusterHeadMsg(head,clusterSet)到节点q的所有1跳邻居节点；否则丢弃此消息；步骤606、针对收到节点q转发消息的某个1跳邻居节点，继续判断簇头域是否为空，且邻居节点是否存在于簇集合clusterSet中；如果是，将邻居节点的簇头域标记为head；否则，簇头域非空，丢弃此消息；步骤607、标记为head的邻居节点继续转发消息clusterHeadMsg(head,clusterSet)并重复判断簇头域是否为空，且邻居节点是否存在于簇集合clusterSet中，直至将当前元素iDes(i)的簇集合clusterSet中所有邻居节点都划分完；步骤608、iDes数组的当前元素iDes(i)分簇形成后，应用广度优先搜索算法更新未入簇节点的3个权值参数：未入簇节点的度；未入簇节点到邻居节点的平均距离和未分簇节点的相对移动性；步骤609、选择iDes数组中的下一个元素，返回步骤601到步骤608，直至将所有元素完成全部分簇。