无线自组网的优化方法及系统与流程

本发明涉及无线自组网，尤其涉及一种无线自组网的优化方法及系统。

背景技术：

1、随着无线通信技术的快速发展，无线自组网成为一种灵活、自适应的通信架构，能够在无基础设施的情况下实现节点之间的通信。无线自组网由一组移动节点组成，这些节点可以自主地建立临时的网络连接，形成一个动态的通信网络。

2、然而，无线自组网在实际应用中面临着一些挑战和性能瓶颈。首先，由于节点之间的动态变化，网络拓扑结构会频繁改变，导致网络的稳定性和可靠性受到影响。节点的加入、离开或移动会导致路由路径的改变，可能引发数据传输中断或信号盲区的产生。

3、在无线自组网中，网络控制器作为关键组件，存在故障的可能性。由于网络控制器负责管理和控制整个网络的行为，一旦网络控制器发生故障，可能会对整个网络的功能和性能产生重大影响。

技术实现思路

1、基于此，本发明有必要提供一种无线自组网的优化方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种无线自组网的优化方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：构建初始无线自组网；对初始无线自组网进行初始网络控制器选举，从而获取初始网络控制器节点数据，其中初始网络控制器节点数据包括初始网络控制器节点位置数据以及初始网络控制器节点编号数据；

4、步骤s2：对初始无线自组网进行信道监测，当检测到新节点请求加入时，对新节点进行信道参数采集，从而获取新节点信道特征数据；根据初始无线自组网以及新节点信道特征数据进行拓扑结构优化时长计算，从而获取拓扑结构优化时长数据；

5、步骤s3：对初始无线自组网进行通信负荷监测，从而获取通信负荷监测数据；根据通信负荷监测数据对初始无线自组网进行节点接入时机选择，从而获取低负荷时隙数据；

6、步骤s4：根据拓扑结构优化时长数据以及低负荷时隙数据对初始无线自组网进行新节点接入作业，从而获取新无线自组网；

7、步骤s5：对新无线自组网进行网络控制器状态监测，并将与初始网络控制器相邻的信标节点作为备选网络控制器集群，当监测到初始网络控制器发生故障时，根据初始网络控制器节点位置数据以及初始网络控制器节点编号数据将备选网络控制器集群中与初始网络控制器逻辑距离最近的信标节点作为临时网络控制器，并根据备选网络控制器集群对新无线自组网进行替代网络控制器在线选举，从而获取替代网络控制器节点编号数据；根据替代网络控制器节点编号数据对新无线自组网进行网络控制器切换作业，从而获取优化无线自组网。

8、本发明通过构建初始无线自组网可以确定一个起始节点作为网络的初始状态。这有助于建立网络的基础，并为后续的优化操作提供参考。通过对初始无线自组网进行初始网络控制器选举，可以确定一个节点作为网络控制器。网络控制器负责管理和控制整个网络的行为，包括路由选择、资源分配等。选举出初始网络控制器节点，可以确保网络的协调和稳定性。在进行初始网络控制器选举时，会获取初始网络控制器节点的位置数据和编号数据。这些数据对于后续的优化步骤非常重要，可以用于拓扑结构优化、网络控制器切换等操作。通过对初始无线自组网进行信道监测，并对新节点进行信道参数采集，可以获取新节点的信道特征数据。基于初始无线自组网和新节点的信道特征数据，可以进行拓扑结构优化时长计算，进而获取拓扑结构优化时长数据。这有助于优化无线自组网的拓扑结构，以确保节点之间的通信质量和性能最优，提高网络的稳定性和可靠性。通过对初始无线自组网进行通信负荷监测，可以获取通信负荷监测数据。根据这些数据，可以选择适当的节点接入时机，以避免在高负荷时段引入新节点，从而获取低负荷时隙数据。这有助于优化无线自组网的性能，确保新节点的接入不会对网络的通信负荷造成过大的影响，提高整体网络的吞吐量和效率。通过根据拓扑结构优化时长数据和低负荷时隙数据，对初始无线自组网进行新节点接入作业，可以将新节点有序地纳入现有网络中，形成一个新的无线自组网。这有助于优化无线自组网的结构和性能，确保新节点的接入不会对整体网络造成不必要的干扰和负担，同时保证网络的稳定性和可靠性。通过对新无线自组网进行网络控制器状态监测，可以及时检测初始网络控制器的状态。当初始网络控制器发生故障时，根据备选网络控制器集群中与初始网络控制器逻辑距离最近的信标节点，选择一个临时网络控制器。然后，根据替代网络控制器在线选举结果，对新无线自组网进行网络控制器切换作业，将临时网络控制器切换为替代网络控制器。这有助于保障无线自组网的连续性和稳定性，确保网络在网络控制器故障情况下仍能正常运行，并实现无线自组网的优化。综上所述，本发明通过动态调整路由路径，可以减少节点移动和变化对网络拓扑结构的影响，从而提高网络的稳定性。节点的加入、离开或移动不会频繁导致数据传输中断或信号盲区的产生。优化后的拓扑结构可以更好地适应节点的移动和变化，确保数据能够有效地传输。这将减少数据传输中断的发生，提高数据传输的可靠性。通过监测网络控制器的状态，并在发生故障时快速切换到备选网络控制器，可以保证网络的连续性和稳定性。备选网络控制器可以在故障发生时暂时接管网络控制器的功能，确保网络的正常运行，并为后续的修复工作争取时间。

9、优选地，本发明还提供了一种无线自组网的优化系统，用于执行如上所述的无线自组网的优化方法，该无线自组网的优化系统包括：

10、初始组网构建模块，用于构建初始无线自组网；对初始无线自组网进行初始网络控制器选举，从而获取初始网络控制器节点数据，其中初始网络控制器节点数据包括初始网络控制器节点位置数据以及初始网络控制器节点编号数据；

11、拓扑优化计算模块，用于对初始无线自组网进行信道监测，当检测到新节点请求加入时，对新节点进行信道参数采集，从而获取新节点信道特征数据；根据初始无线自组网以及新节点信道特征数据进行拓扑结构优化时长计算，从而获取拓扑结构优化时长数据；

12、节点接入时机选择模块，用于对初始无线自组网进行通信负荷监测，从而获取通信负荷监测数据；根据通信负荷监测数据对初始无线自组网进行节点接入时机选择，从而获取低负荷时隙数据；

13、新节点接入作业模块，用于根据拓扑结构优化时长数据以及低负荷时隙数据对初始无线自组网进行新节点接入作业，从而获取新无线自组网；

14、网络控制器状态监测模块，用于对新无线自组网进行网络控制器状态监测，并将与初始网络控制器相邻的信标节点作为备选网络控制器集群，当监测到初始网络控制器发生故障时，根据初始网络控制器节点位置数据以及初始网络控制器节点编号数据将备选网络控制器集群中与初始网络控制器逻辑距离最近的信标节点作为临时网络控制器，并根据备选网络控制器集群对新无线自组网进行替代网络控制器在线选举，从而获取替代网络控制器节点编号数据；根据替代网络控制器节点编号数据对新无线自组网进行网络控制器切换作业，从而获取优化无线自组网。

15、本发明中，初始组网构建模块用于构建初始无线自组网，这是建立整个网络的第一步。通过初始组网构建，可以建立起一个基本的无线自组网架构，为后续的网络优化和节点接入作业提供基础。通过进行初始网络控制器选举，可以确定一个节点作为初始网络控制器节点，并获取相关的位置和编号数据。初始网络控制器节点在无线自组网中具有重要的控制和管理功能，通过选举出初始网络控制器节点，可以确保网络控制和协调的正常进行。拓扑优化计算模块用于对初始无线自组网进行拓扑结构优化时长计算。通过监测信道并采集新节点的信道特征数据，可以对初始无线自组网的拓扑结构进行优化。拓扑优化有助于改善网络的覆盖范围、信号质量和传输效率，从而提高整个网络的性能。节点接入时机选择模块用于监测初始无线自组网的通信负荷并选择节点接入时机。通过对通信负荷的监测和分析，可以确定低负荷时隙，即网络负荷较轻的时间段。选择低负荷时隙进行节点接入可以减少对网络性能的影响，确保新节点的接入不会对现有网络造成过大的负荷压力。新节点接入作业模块根据拓扑结构优化时长数据和低负荷时隙数据，对初始无线自组网进行新节点接入作业。通过合理的新节点接入作业，可以将新节点有序地纳入无线自组网中，从而构建一个更加完善和优化的新无线自组网。用于监测新无线自组网中网络控制器的状态，并在必要时进行切换。通过监测初始网络控制器的状态，可以及时发现和处理故障情况。当初始网络控制器发生故障时，通过备选网络控制器集群中与初始网络控制器逻辑距离最近的信标节点作为临时网络控制器，并进行替代网络控制器在线选举，以确保网络控制功能的持续性和稳定性。该模块根据替代网络控制器节点编号数据对新无线自组网进行网络控制器切换作业。通过网络控制器的切换，可以保证网络控制和协调功能的连续性和稳定性，从而实现优化无线自组网的目标。网络控制器的切换作业能够确保网络在出现故障或其他异常情况时能够及时调整和响应，提高无线自组网的鲁棒性和可靠性。