【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)主要涉及集群組網(wǎng)方法，尤其涉及一種分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、高軌集群組網(wǎng)具有節(jié)點(diǎn)間傳輸距離大、動態(tài)性小、組網(wǎng)韌性要求高、需使用擴(kuò)頻體制以及衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)資源較少的特點(diǎn)，現(xiàn)有的組網(wǎng)方案不能很好的滿足此種網(wǎng)絡(luò)的特性要求，也往往不能利用擴(kuò)頻系統(tǒng)中抗同頻干擾的優(yōu)勢。例如常見的csma/ca組網(wǎng)協(xié)議(carriersense?multiple?access,載波偵聽多路訪問)，會由于大尺度傳輸距離帶來的高傳輸時(shí)延問題，使得csma/ca中節(jié)點(diǎn)的碰撞概率大幅提高，造成網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性變差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于上述問題，第一方面，本申請?zhí)峁┮环N分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，應(yīng)用于集群網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)，方法包括：
2、當(dāng)觸發(fā)集群網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更新時(shí)，確定當(dāng)前性別和其對應(yīng)的異性鄰居節(jié)點(diǎn)，其中當(dāng)前性別為奇節(jié)點(diǎn)及偶節(jié)點(diǎn)中的任一種，奇節(jié)點(diǎn)與偶節(jié)點(diǎn)綁定不同的時(shí)隙；
3、通過異性鄰居節(jié)點(diǎn)確定綜合鄰域，并統(tǒng)計(jì)綜合鄰域的域內(nèi)性別比例，其中綜合鄰域是指以當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和其對應(yīng)的異性鄰居節(jié)點(diǎn)為中心的鄰域，域內(nèi)性別比例是指綜合鄰域內(nèi)的與當(dāng)前性別一致的節(jié)點(diǎn)數(shù)目與節(jié)點(diǎn)總數(shù)間的比例；
4、根據(jù)域內(nèi)性別比例及預(yù)設(shè)分配區(qū)間進(jìn)行性別切換，并根據(jù)切換后的目標(biāo)性別更新綜合鄰域內(nèi)的鏈路關(guān)系。
5、在一些實(shí)施例中，確定當(dāng)前性別和其對應(yīng)的異性鄰居節(jié)點(diǎn)之前，還包括：
6、在當(dāng)前鄰居表中確定入度和出度，其中入度表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接入的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，出度表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接
7、判斷入度是否大于等于預(yù)設(shè)入度閾值，并判斷出度是否大于等于預(yù)設(shè)出度閾值；其中，
8、若入度小于入度閾值，或出度小于出度閾值，則將當(dāng)前性別切換至其對應(yīng)的異性；否則，不處理。
9、在一些實(shí)施例中，根據(jù)域內(nèi)性別比例及預(yù)設(shè)分配區(qū)間進(jìn)行性別切換，包括：
10、啟動判斷計(jì)時(shí)器；
11、判斷域內(nèi)性別比例是否屬于分配區(qū)間；其中：
12、若域內(nèi)性別比例小于分配區(qū)間的最小分配閾值，則將當(dāng)前性別切換至對應(yīng)的異性；
13、若域內(nèi)性別比例大于最小分配閾值，且域內(nèi)性別比例小于分配區(qū)間的最大分配閾值，則使判斷計(jì)時(shí)器增加預(yù)設(shè)退避值，并通知綜合領(lǐng)域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)，，促使所述綜合領(lǐng)域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)在自身的判斷計(jì)時(shí)器上增加所述退避值；
14、若域內(nèi)性別比例大于最大分配閾值，則通知異性鄰居節(jié)點(diǎn)將其性別切換至對應(yīng)的異性。
15、在一些實(shí)施例中，分配區(qū)間是采用以下方式得到的：
16、將集群網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為有向圖，有向圖包括集群網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)；
17、以有向圖的網(wǎng)絡(luò)冗余度作為評估指標(biāo)，定義評估指標(biāo)和分配區(qū)間之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，其中網(wǎng)絡(luò)冗余度表征有向圖中所有節(jié)點(diǎn)對之間的平均鏈路數(shù)量的加權(quán)和；
18、通過仿真校正對關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行全局求解，直至評估指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，得到相應(yīng)的分配區(qū)間。
19、在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)冗余度的表達(dá)式如下：
20、
21、其中，nr為網(wǎng)絡(luò)冗余度；i、j為有向圖中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)對的兩下標(biāo)；n為節(jié)點(diǎn)總數(shù)，trace()為運(yùn)算函數(shù)，用于計(jì)算矩陣的跡；a為所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所對應(yīng)的鄰接矩陣，r為中間矩陣，r的表達(dá)式為表示所有節(jié)點(diǎn)對之間的冗余鏈路數(shù)量，k為路徑長度，k為路徑長度的最大值。
22、在一些實(shí)施例中，評估指標(biāo)還包括網(wǎng)絡(luò)效率，其中網(wǎng)絡(luò)效率表征所有節(jié)點(diǎn)對之間最短路徑長度倒數(shù)的平均值；分配區(qū)間的中值為0.5。
23、在一些實(shí)施例中，根據(jù)切換后的目標(biāo)性別更新綜合鄰域內(nèi)的鏈路關(guān)系之后，還包括：
24、通過各節(jié)點(diǎn)間的一致性協(xié)議，確定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的路徑到達(dá)狀態(tài)，其中路徑到達(dá)狀態(tài)的表達(dá)式為xi[n]，i為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下標(biāo)，n為與相鄰節(jié)點(diǎn)間信息交互的次數(shù)，與所述集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)總數(shù)一致；
25、根據(jù)路徑到達(dá)狀態(tài)對集群網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行強(qiáng)連通檢測，得到集群網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)連通檢測狀態(tài)，其中強(qiáng)連通狀態(tài)的表達(dá)式為fi[n]，i為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下標(biāo)，n為與相鄰節(jié)點(diǎn)間信息交互的次數(shù)，與所述集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)總數(shù)一致；
26、當(dāng)強(qiáng)連通檢測狀態(tài)指示為強(qiáng)連通時(shí)，中止當(dāng)前節(jié)點(diǎn)進(jìn)行性別切換，以使集群網(wǎng)絡(luò)保持穩(wěn)定。
27、在一些實(shí)施例中，路徑到達(dá)狀態(tài)由路徑到達(dá)初值進(jìn)行n次迭代更新得到，每次更新操作的表達(dá)式如下：
28、路徑到達(dá)初值的表達(dá)式如下：
29、
30、強(qiáng)連通檢測狀態(tài)由強(qiáng)連通檢測初值經(jīng)過n次迭代更新得到，每次更新操作的表達(dá)式如下：
31、強(qiáng)連通檢測初值的表達(dá)式如下：
32、
33、其中j為相鄰節(jié)點(diǎn)的下標(biāo)，t為第t次信息交互所對應(yīng)的序數(shù)。
34、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括存儲器及處理器，存儲器中存儲有指令，指令被處理器調(diào)用時(shí)，使得處理器執(zhí)行如上述第一方面任一項(xiàng)的方法。
35、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N存儲介質(zhì)，包括計(jì)算機(jī)程序指令，計(jì)算機(jī)程序指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述第一方面任一項(xiàng)的方法。
36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
37、本專利技術(shù)的目的在于提供一種分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，通過將集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)劃分為奇節(jié)點(diǎn)和偶節(jié)點(diǎn)，并使奇節(jié)點(diǎn)和偶節(jié)點(diǎn)綁定不同的時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)間的同時(shí)收發(fā)，具有使用擴(kuò)頻體制、適合大尺度傳輸距離、復(fù)雜度較低且具有較強(qiáng)韌性的特點(diǎn)，尤其能夠適應(yīng)于高軌集群組網(wǎng)的特性要求。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，應(yīng)用于集群網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述確定當(dāng)前性別和其對應(yīng)的異性鄰居節(jié)點(diǎn)之前，還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述域內(nèi)性別比例及預(yù)設(shè)分配區(qū)間進(jìn)行性別切換，包括：
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述分配區(qū)間是采用以下方式得到的：
5.如權(quán)利要求4所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)冗余度的表達(dá)式如下：
6.如權(quán)利要求4所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述評估指標(biāo)還包括網(wǎng)絡(luò)效率，其中所述網(wǎng)絡(luò)效率表征所有節(jié)點(diǎn)對之間最短路徑長度倒數(shù)的平均值；所述分配區(qū)間的中值為0.5。
7.如權(quán)利要求4所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述根據(jù)切換后的目標(biāo)性別更新所述綜合鄰域內(nèi)的鏈路關(guān)系之后，還包括：
8.如權(quán)利要求6所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述路徑到達(dá)狀態(tài)由路徑到達(dá)初值進(jìn)行N次迭代更
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲器及處理器，所述存儲器中存儲有指令，所述指令被所述處理器調(diào)用時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法。
10.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，應(yīng)用于集群網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述確定當(dāng)前性別和其對應(yīng)的異性鄰居節(jié)點(diǎn)之前，還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述域內(nèi)性別比例及預(yù)設(shè)分配區(qū)間進(jìn)行性別切換，包括：
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述分配區(qū)間是采用以下方式得到的：
5.如權(quán)利要求4所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)冗余度的表達(dá)式如下：
6.如權(quán)利要求4所述的分布式奇偶韌性組網(wǎng)方法，其特征在于，所述評估指標(biāo)還包括網(wǎng)絡(luò)效率，其中所述網(wǎng)絡(luò)效...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉津宇，姜興龍，劉高賽，羅昳萌，游雨欣，王健，胡海鷹，梁廣，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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