[发明专利]一种节点移动性分簇方法及系统

摘要

本发明公开了一种节点移动性分簇方法及系统，涉及通信工程技术领域，本发明以剩余能量最大化、连接距离最小化、连接时间最大化为多目标优化函数，以基于多目标进化规划遗传算法为处理方法，通过初始化父代种群、变异、选择操作，为大规模无线传感器网络进行分簇，最大限度地建立非簇头成员与簇头的稳定连接，以达到降低网络丢包率，减少网络开销与节省功耗的目的，为大规模无线传感器网络中节点移动场景的分析方法提供参考。

主权项

1.一种节点移动性分簇方法，其特征在于，所述节点移动性分簇方法包括：步骤一：根据设定的变异概率，对最优簇进行遗传变异操作，得到支配子图和非支配子图，并将所述非支配子图存储到当前迭代次数对应的第一集合内，将所述支配子图存储到当前迭代次数对应的第二集合内；其中，所述最优簇为最优解；所述最优解是通过将初始种群中的簇依次输入到多目标优化函数内得到的；所述最优解为一个仅包含一个簇头节点的簇；所述多目标优化函数为剩余能量最大化、连接距离最小化、连接时间最大化的目标函数；所述初始种群包括多个簇；所述簇由在无线传感器网络无向图中抽取的多个表示连通子图的非支配子图组成，所述簇包括簇头节点和非簇头节点；所述无线传感器网络无向图输入有传感器网络信息；步骤二：判断上一次迭代次数对应的第一集合中的非支配子图个数是否等于当前迭代次数对应的第一集合中的非支配子图个数，得到第一判断结果；步骤三：若所述第一判断结果表示上一次迭代次数对应的第一集合中的非支配子图个数等于当前迭代次数对应的第一集合中的非支配子图个数，则结束循环迭代，并对所述当前迭代次数对应的第一集合中的非支配子图进行性能评价；其中，性能评价指标包括丢包率、网络开销和功耗；步骤四：若所述第一判断结果表示上一次迭代次数对应的第一集合中的非支配子图个数不等于当前迭代次数对应的第一集合中的非支配子图个数，则判断所述当前迭代次数是否到达设定的总迭代次数，得到第二判断结果；步骤五：若所述第二判断结果表示所述当前迭代次数到达所述总迭代次数，则结束循环迭代，并对所述当前迭代次数对应的第一集合中的非支配子图进行性能评价；其中，性能评价指标包括丢包率、网络开销和功耗；步骤六：若所述第二判断结果表示所述当前迭代次数未到达所述总迭代次数，则将所述当前迭代次数对应的第二集合内的支配子图依次输入到所述多目标优化函数内，得到每个支配子图对应的解，并按照设定的选择概率，选择前N个解对应的支配子图存储到第三集合内；其中，在将前N个解对应的支配子图存储到所述第三集合前，清空所述第三集合内的数据；步骤七：按照所述变异概率，对所述第三集合内的支配子图进行遗传变异操作，得到下一次迭代次数的支配子图和非支配子图，并更新所述第一集合、所述第二集合以及所述当前迭代次数，返回步骤102。