1.一种改进leach协议的无人机集群网络拓扑设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,将无人机集群中的每个无人机坐标视为一个节点,对于通信过程的第t轮,利用谱聚类对所有节点进行聚类得出聚类结果;
步骤2,对于聚类结果,在每一类中选取能量值最高的节点作为簇头;
步骤3,每个簇头与该簇头所属类中的其他节点构成通信网络,第t轮完成;
步骤4,计算第t轮完成后每个节点的能量值并进行更新,判断通信过程是否完成,若未完成,则令t=t+1,并返回步骤1,否则通信过程结束。
2.根据权利要求1所述改进leach协议的无人机集群网络拓扑设计方法,其特征在于,所述步骤1的具体过程如下:
1.1,将所有节点建立数据集v,v=(v1,v2,…,vm),v1,v2,…,vm分别表示第1,2,…,m个节点,根据数据集建立无向权重图,根据无向权重图构建相似度矩阵w;
1.2,根据无向权重图构建度矩阵d;
1.3,计算拉普拉斯矩阵l=d-w;
1.4,计算拉普拉斯矩阵l的所有特征值,并将所有特征值按从小到大的顺序进行排列,计算前k个特征值对应的特征向量;
1.5,将前k个特征值对应的特征向量组成m*k维的矩阵,对该矩阵按行进行标准化得到矩阵h;
1.6,将矩阵h中的每一行作为一个1*k维样本,共m个样本,用k-means对m个样本进行聚类,得出聚类结果,即所有节点的聚类结果。
3.根据权利要求2所述改进leach协议的无人机集群网络拓扑设计方法,其特征在于,所述相似度矩阵w为:
式中,wij表示第i个节点和第j个节点之间的权值,wij=wji,i=1,2,…,m,j=1,2,…,m,m为所有节点的个数;若第i个节点和第j个节点之间有连接边,则wij>0,否则wij=0。
4.根据权利要求2所述改进leach协议的无人机集群网络拓扑设计方法,其特征在于,所述度矩阵d为:
式中,i=1,2,…,m,m为所有节点的个数,wij表示第i个节点和第j个节点之间的权值。
5.根据权利要求1所述改进leach协议的无人机集群网络拓扑设计方法,其特征在于,所述步骤3的具体过程如下:
当节点被选取为簇头后,簇头广播消息告知网络中所有非簇头节点,非簇头节点根据接收到的消息,判断要加入哪个簇头,判断的依据是接收到的各簇头所属类的编号,非簇头节点选择与自己所属类的编号相同的编号对应的簇头,向该簇头发送请求加入消息;簇头根据接收到的请求加入消息,确定自己的成员节点,建立通信。