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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明提出了一种空基无人集群自组织网络动态分簇方法，属于飞行自组网通信技术领域。本发明方法包括：根据飞行节点的当前剩余能量、理想节点度差、与邻居节点之间的平均链路保持时间和平均速度差四个指标来进行加权求和设置簇首选举分数；网络中节点实时共享位置和速度，计算簇首选举分数，并选出簇首，其余邻居节点加入一跳范围内分数最大的簇首所在簇，建立簇群；根据集群中飞行节点的飞行情况进行分簇结构维护，包括节点的簇间切换、簇的合并及簇首更换，以实现分簇结构相对集群节点间相对位置变化的自适应调整。本发明方法提高了飞行自组网集群的分簇效率，降低了簇首数量，保证了分簇结构的合理可靠，提升了分簇网络的鲁棒安全性。

主权项：1.一种空基无人集群自组织网络动态分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设置簇首选举机制，该机制计算每个飞行节点的四个指标，包括当前剩余能量、理想节点度差、与邻居节点之间的平均链路保持时间和平均速度差，对四个指标加权求和得到簇首选举分数，该分数越大成为簇首的概率越大；步骤2，确定当前空基无人集群网络的飞行节点，各节点通过消息广播共享位置和速度，计算簇首选举分数，进行分簇，直到全部节点成功入簇；在每一轮分簇流程中，所有未分簇节点通过消息广播共享位置和速度，节点确定邻居节点数量，根据所述簇首选举机制计算自身的簇首选举分数并广播出去；等待设定时长，每个节点在备选簇首列表记录收到的邻居节点的簇首选举分数，若自身簇首选举分数最大，节点将自身设置为簇首，进行簇首广播，等待其它节点入簇，否则节点等待其他节点的簇首广播报文；当节点收到邻居节点的簇首广播报文后，若该邻居节点是备选簇首列表中分数最大的节点，加入该邻居节点所在簇，否则忽略该邻居节点的簇首广播报文；等待设定时长，节点检测自身是否成功入簇，若是，不参与下一轮分簇，否则，检测当前备选簇首列表中是否有簇首，并加入分数最大的簇首所在簇；未分簇的节点进入下一轮分簇流程；步骤S3：空基无人集群网络中节点实时共享自身位置和速度，计算簇首选举分数并广播，执行分簇结构维护机制；分簇结构维护机制包括：节点簇间切换、分簇合并和簇首更换；当节点飞出当前所在簇簇首的通信范围时，该节点执行簇间切换机制，根据邻居簇首和自身的簇首选举分数重新选择所要加入的簇；当两个非孤立簇首位于彼此通信范围且通信链路维持时间能大于设定时长阈值，两个簇首执行分簇合并机制，两个簇首根据簇首选举分数进行竞争，广播分簇合并报文给簇内成员，簇成员若在新簇首的通信范围内则加入新簇首所在簇，否则节点执行簇间切换机制；当簇首的电池能量低于设定能量阈值时，启动簇首更换机制，选取当前簇中簇首选举分数第二大的成员作为新簇首，并广播簇首更换报文给簇成员，簇成员若在新簇首的通信范围内则加入新簇首所在簇，否则节点执行簇间切换机制。

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