[发明专利]移动自组织网络中基于模糊逻辑的分簇方法

摘要

本发明公开了一种移动自组织网络中基于模糊逻辑的分簇方法，命名为FLEACH分簇方法，主要解决LEACH算法无法适用移动自组织网络的问题，以及簇首选择未考虑节点本身特性和分簇规模限制。实现步骤是：对场景建模，设置节点的具体参数，在原有算法基础上为每个节点增加移动性，以适用于移动自组织网络；基于模糊逻辑对算法进行改进，主要是考虑节点的剩余能量和移动性选择簇首；设置最佳簇成员个数变量，对分簇大小进行控制，将规模较大和较小的簇结构均分，均衡网络负载。仿真结果表明，本发明使得簇首间负载平衡，整个网络的能量分布更均匀，延长了整个网络的生命周期，提高了网络稳定性和可靠性，能够更好地适用于移动自组织网络中。

主权项

1.一种移动自组织网络中基于模糊逻辑的分簇方法，命名为FLEACH分簇方法，其特征在于，基于LEACH分簇协议上实现，分簇过程包括有如下具体步骤：1)首先对场景进行建模，设置节点和网络的参数，设置网络中的节点总数、簇首个数、节点发射和接受单位报文的能耗、节点的初始能量等参数，然后在LEACH协议的基础上为每个节点增加移动性参数，为节点随机设置速度的大小和方向值；2)构造节点剩余能量和移动性的隶属度函数，在使用模糊逻辑制定规则前，需要构造节点剩余电量的模糊隶属度函数，用XS，S，M，L，XL顺序表示剩余能量较少、剩余能量少、剩余能量一般、剩余能量多、剩余能量很多，节点移动性的隶属度函数用A、B、C顺序表示节点移动性低、移动性一般、移动性高；3)根据经验和测试结果制定模糊逻辑规则，首先将节点的剩余能量和移动性作为输入变量，根据模糊逻辑规则得到节点成为簇首的合理值q，用XS、S、M、L、XL顺序表示节点非常不适合成为簇首、节点不适合成为簇首、节点适合成为簇首、节点很适合作为簇首、节点非常适合成为簇首；4)将节点成为簇首的合理值随机化后与门限值对比选出簇首，节点合理值q的取值范围为0到1，q值越大说明该节点越适合作为簇首，由于大部分q值集中于0.5附近，需要对合理值q随机化得到对比值e，将对比值e与门限值进行比较选出簇首；5)为每个簇首节点设置最佳簇成员个数M_m，在分簇过程中簇成员个数应有所限制，假设第m个簇首节点拥有M_m个簇成员是最理想的状况，在该种情况下可使簇首负载平衡；6)根据不同簇首的最佳簇成员数来控制和调整簇结构大小，规模较大的分簇将其簇成员均分到其他簇中，规模较小的分簇请求毗邻簇成员加入，毗邻簇根据自身簇结构情况决定是否接受均分的簇成员，簇结构大小调整完成；7)簇结构大小调整完成后节点间进行通信，在调整网络簇结构大小后网络建簇成功，网络进入数据传输阶段，节点间开始通信，随着节点位置和能量的变化网络重新构建簇结构。