基于加权的具有相同移动特性的车载自组网分簇算法

发布时间：2024-12-19 05:31

　　 针对战场环境下通信质量较低的问题,提出了一种基于加权的具有相同移动特性的车载自组网分簇算法。首先通过对移动节点的速度相似度和距离相似度进行计算,将具有相同移动特性且距离相近的节点分为同一个簇,并设置每个分簇中簇成员的最大阈值;计算移动节点的速度因子、距离因子和平均链路维持率,并在分簇中对每个移动节点的这3个因素进行加权,选取权值最大的作为首要簇头,权值第二大的作为次要簇头,首要簇头失效时次要簇头充当主要簇头角色,且主要簇头给每个成员分配了TDMA时隙,提高了通信质量。仿真实验结果表明:与WCA算法和WBACA算法相比,该分簇算法在簇结构的稳定性和分组投递率方面都有较大的改善。

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【部分图文】：

图1 某时刻节点j与节点i的运动状态

链路维持时间体现的是2个移动节点保持数据通信所维持的时间，链路维持时间越大则代表链路越稳定，在作战时路由的性能越好。移动节点j与邻居节点i的位置关系和运动状态如图1所示，节点j和节点i的位置坐标分别为（xj,yj）、xi(,yi），且假设节点在短时间内的运动速度和运动方向不发生改....

图2 节点数量-分簇的平均数量

采用NS-2软件对本文的分簇算法进行性能分析，并与经典的WCA算法和WBACA算法进行比较。仿真区域设为长宽各为300m的矩形作战区域，作战车辆的运行速度为0～20m/s，最大可接受的通信范围为25m，将50～300辆作战车辆随机布置在作战区域内，仿真时间为400s，ω1、ω2、....

图3 节点数-簇头节点更新数量

图2为不同节点数量下对应的分簇数量。WCA算法和WBACA算法在节点数为50时分簇的平均数量增长较快，本文算法在节点个数为200时分簇的平均数量增长迅速。当节点数量达到250时，本文算法的分簇平均数量与其它2种算法的差距最大。纵向来看，WBACA算法的分簇数量始终最少，而本文算法....

图4 节点数-最大速度下的分组投递率

图4显示的是分组投递率随着节点密度的变化。当节点数为50时，3种算法的分组投递率都较少且相差不大。当节点数为150时，3种算法的分组投递率都达到最大，WCA算法达到78%,WBA-CA算法达到89%，本文算法达到90%。分组投递率越高说明通信质量越好，当节点数较少时车辆分布不均匀....

本文编号：4017737