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专利号: 2019113098142
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、搭建战术移动自组网电台通信模型;

S2、通过建立的模型还原网络拓扑,即获得战术移动自组网通信电台的邻接矩阵;

S3、根据战术移动自组网通信电台的邻接矩阵计算节点关键度,完成关键节点分析。

2.根据权利要求1所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,搭建战术移动自组网电台通信模型包括:初始化n个一级电台构成一级电台集群,其中每个二级电台簇中包含l个二级电台和1个一级电台作为簇头节点,此时全网中总电台数为N,若二级电台的最大通信范围为RSmax,一级电台的最大通信范围为REmax,簇内相邻二级电台之间的距离为LS,簇间相邻一级电台之间的距离为LE,则满足LS≤RSmax,LE≤REmax。

3.根据权利要求1所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,通联关系分析还原网络拓扑包括:S201、根据组网规模布置s个侦察节点,并配置侦察节点的最大监听范围RLmax;

S202、侦察节点设置监听计时器Tlisten,侦察节点在MAC层开启监听模式,捕获在监听范围内所有电台发送、接收或转发的信息帧;

S203、侦察节点对捕获的每一个信息帧进行战术移动自组网通信协议MAC帧结构的解封装,识别控制字段判断此信息帧的类型,若为战术移动自组网通信协议协议数据帧则进入步骤S204,否则进入步骤S205;

S204、将侦察节点解封装的战术移动自组网通信协议数据帧存储到侦察节点缓冲区后,进入步骤S206;

S205、丢弃此信息帧;

S206、侦察节点从缓冲区中提取每个数据帧中的内联网头部消息,解析并筛选出每条源地址、中继地址和目的地址,使其构成完整的路由路径后添加至通联信息记录表中,同时记录下捕获当前数据包的时间;

S207、相邻侦察节点在通联信息更新计时器TCRA时间内周期性交换彼此记录的通联关系信息。

S208、侦察节点在监听计时器超时后,从通联关系分析表中筛选出所有正在通信进行数据通信的电台的数量c,以及每个通信电台的IP地址。

S209、侦察节点分析每条通联关系条目中源节点、中继节点和目的节点之间的节点关系,构建战术移动自组网通信电台的邻接矩阵。

4.根据权利要求3所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,相邻侦察节点在通联信息更新计时器TCRA的过程表示为:

5.根据权利要求3所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,通联信息记录表中包括编号、时间、源节点IP、中继节点IP、目的节点IP、跳数、当前节点IP、是否中继以及捕获数据包大小字段。

6.根据权利要求1所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,构建战术移动自组网通信电台的邻接矩阵包括:将所有通信电台简化为图论中的节点集V={v1,v2,v3,...,vc},每个电台之间的通信链路简化为无权无向的边集E={e1,e2,e3,...,ek,...,ec×c|ek=(vi,vj)},所有通信电台之间的网络拓扑可表示为一个无权的无向图G=(V,E),则战术移动自组网通信电台的邻接矩阵表示为:其中,c为无权的无向图G的战术移动自组网通信电台邻接矩阵A中第i行、第j列的元素。

7.根据权利要求1所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,根据战术移动自组网通信电台的邻接矩阵计算节点关键度包括:S301、由邻接矩阵A计算出节点最短路由跳数矩阵H;

S302、遍历邻接矩阵A,每扫描一行后累加aij的值,并将该值作为节点的度;

S304、根据节点的度计算节点的中心密度;

S305、将Tlisten时间内节点在联信息记录表中当前节点IP一项中出现的次数fcurrent以及源节点IP一项出现的次数fsource作为节点的流量数据fi;

S306、对所有节点的中心密度和流量数据进行归一化处理;

S307、根据归一化之后的中心密度和流量数据的加权值之和计算节点的关键度;

S308、对c个通信节点进行关键度排序,完成节点关键度的分析。

8.根据权利要求1所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,由邻接矩阵A计算出节点最短路由跳数矩阵H包括:将邻接矩阵A赋值给矩阵H,满足(hij)c×c=(aij)c×c;

设幂矩阵M为矩阵A的θ次幂,即M=A(θ),mij(θ)表示幂矩阵M中第i行第j列的元素,若mij(θ)=t,则表示节点vi到节点vj之间有t条路由跳数为θ的最短路径;

θ从1开始依次递增,对于矩阵A中除对角线外所有值为0的元素abk,当出现第一个令abk(θ)≠0时,此时θ的值即为节点vb到节点vk之间的最短路由跳数,并将该值写入矩阵H中的第b行第k列,满足hbk=θ;

若s=maxHoop时abk(θ)=0,说明节点vb到节点vk之间不可到达,此时hbk=∞,即节点vb到节点vk之间的最短路由跳数表示为:

9.根据权利要求1所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,节点的中心密度表示为:其中,c为侦察到全网通信节点的数量,hij的值通过查询节点最短路由跳数矩阵H得出;

gk为Ck中节点的数量,Ck为记录了度数为k的所有节点编号的集合。

10.根据权利要求1所述的基于影响因子评估的战术移动自组网关键节点分析方法,其特征在于,根据归一化之后的中心密度和流量数据的加权值之和计算节点的关键度包括:ri=ω×τi+μ×Fi;

其中,ω为节点的中心度数影响因子,μ为节点的流量影响因子,且ω+μ=1.0;Fi为归一化之后的流量数据;τi归一化之后的中心密度。