WO2018098747A1 - 分布式网络的通信方法、节点及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了分布式网络的通信方法、节点及系统。其中，所述方法包括：簇首节点判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点；若是，则搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点；以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述关联的簇成员节点，以通过所述关联的簇成员节点将所述待发送数据转发至所述目标节点；其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与其所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。通过上述方式，能够保证簇首节点与簇间节点的通信且减少簇间通信的能量损耗。

Description

分布式网络的通信方法、节点及系统 【技术领域】

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及分布式网络的通信方法、节点及系统。

【背景技术】

分布式网络是由分布在不同地点且具有多个终端的节点互连而成的网络。分布式网络应用于各领域中，例如作为传感网络。传感网络是一种基于传感器节点形成的网络，能够获取网络分布区域内的多种环境或监测对象的信息并远程传送给用户端。

分布式网络通常采用分簇式结构，即该网络被划分成多个簇，每个簇中包括多个普通节点，且每个簇中选取至少一个普通节点作为簇首节点。

簇首节点需要与簇内节点通信，且也需要通过与簇外节点通信。现有的簇首节点的通信范围固定，为保证所有簇的簇首节点均可实现上述通信，簇首节点的通信范围均设置为一较大的固定值。然而对于一些簇间通信来说，该通信范围可能会过于大，导致通信能量的浪费。

【发明内容】

本发明主要解决的技术问题是提供分布式网络的通信方法、节点及系统，能够保证簇首节点与簇间节点的通信且减少簇间通信的能量损耗。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种分布式网络的通信方法，所述方法包括：簇首节点判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点；若是，则搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点；以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述关联的簇成员节点，以通过所述关联的簇成员节点将所述待发送数据转发至所述目标节点；其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与其所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。

为解决上述技术问题，本发明采用另一技术方案，提供种分布式网络的通信方法，包括：簇成员节点接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据；获取所述数据中包含的目标节点信息，并检测所述数据的目标节点是否为邻居簇首节点；若是，则将所述数据转发至所述邻居簇首节点；其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与簇内所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。

为解决上述技术问题，本发明采用再一技术方案，提供一种分布式网络节点，包括发送器、接收器、存储器和处理器，所述发送器用于向其他节点发送消息；所述接收器用于接收其他节点发送的消息；所述存储器用于存储计算机指令；所述处理器执行所述计算机指令，用于：

判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点；若是，则搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点；控制所述发送器以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述关联的簇成员节点，以通过所述关联的簇成员节点将所述待发送数据转发至所述目标节点；其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与其所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信；或

通过所述接收器接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据；获取所述数据中包含的目标节点信息，并检测所述数据的目标节点是否为邻居簇首节点；若是，则通过所述发送哦器将所述数据转发至所述邻居簇首节点；其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与簇内所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。

以上方案，簇首节点通过以簇内发射功率将数据发送至簇成员节点，并由该簇成员节点将数据转发至邻居簇首节点，故簇首节点仅以簇内发射功率实现了簇间通信，节约簇首节点能量。

【附图说明】

图1是本发明分布式网络系统一实施例的结构示意图；

图2是本发明分布式网络系统一实施例中分簇结构示意图；

图3是本发明分布式网络的通信方法一实施例的流程图；

图4是本发明分布式网络的通信方法另一实施例的流程图；

图5是本发明分布式网络节点一实施例的结构示意图；

图6是本发明分布式网络节点另一实施例的结构示意图；

图7是本发明分布式网络节点再一实施例的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

第一实施例：

请参阅图1，图1是本发明分布式网络系统一实施例的结构示意图。本实施例中，分布式网络系统100包括多个普通节点111和至少一个汇聚(sink)节点112。以实际的网络物理拓扑为基础，该多个普通节点111可以被划分在至少一个虚拟的簇110中，所述簇110内的普通节点111进一步 划分为至少一簇首节点111a和簇成员节点111b。

其中，簇首节点111a作为该簇110节点数据的汇集点和其他簇节点数据的中转点，用于收集所在簇的节点数据和和转发邻居簇的节点数据，以使上述数据最终到达汇聚节点112。汇聚节点112作为该分布式网络系统的数据的汇集点，用于收集分布式网络系统100中的簇首节点111a的数据，并可进行进一步处理。

本实施例中，该系统中的节点可具有以下至少一个特征：(1)所有普通节点111的物理性质相同；(2)每个普通节点111都能够产生数据如采集数据和发送数据；(3)每个普通节点111都具有路由功能；(4)每个普通节点111都能通过某种技术(如GPS)获得自己的位置信息；(5)汇聚节点112和普通节点111的缺省通信范围值(即最大通信范围)R相同，而且节点都知道该值，当然，其他实施例中汇聚节点和普通节点也可设置不同的缺省通信范围值；(6)普通节点111的发射功率可调，从而通信范围也可调；(7)汇聚节点112和每个普通节点111都有唯一的网络层地址，如IPv6地址。

该分布式网络系统可为分布式有线网络系统，或者分布式无线网络系统。在一应用中，该分布式无线网络系统可为无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSNs)，该系统中的普通节点为传感器节点。在另一应用中，分布式无线网络系统可为移动Ad Hoc网络系统，该系统中的普通节点可以为可实现通信的任意移动终端，如手机、电脑等。

以无线传感器网络为例，该无线传感器网络是一种分布式的多跳无线网络，在该网络中，普通节点111用于采集周边环境或监测对象的传感数据，普通节点111在向汇集节点112传送传感数据分组时，簇内的所有节点的传感数据均汇集在所在簇110的簇首节点111a，簇首节点111a使用一跳或多跳的簇间路由将传感数据分组传送到汇聚(sink)节点112，汇集节点112接收到该数据分组后可进行进一步处理，例如将传感数据发送至用户终端；或将传感数据进行预估判断，并根据判断结果进行警报等。

在一实施例中，该系统100包括成簇和数据传输两个阶段，其中，系统可周期性的进行下述的成簇阶段，每次重新成簇后，则按照新簇进行下述数据传输；或者系统在下述组网子阶段完成后周期性进行选取簇首、簇首通告子阶段，每次选取新簇首后，则按照新簇首进行下述数据传输：

1)成簇阶段

网络开始运行后，将系统100的网络区域划分若干簇，并以一定的机制(如剩余能量最多等)在位于每个簇内的普通节点111中选择1个(或多个)节点作为簇首节点111a。

具体地，该成簇阶段可包括组网广播、选取簇首、簇首通告三个子节 阶段。

1.1、组网广播子阶段

汇聚节点112在1跳范围内以缺省通信半径R广播一个组网消息，该组网消息中可包含汇聚节点112的地址、位置、分簇策略等。

该分簇策略可包括该系统中簇的标识和边长，当该系统110根据与汇聚节点112的距离设定不同大小的簇110时，可包括需设置的各种簇110的边长以及该系统中对应设置该簇110的位置信息。在一实际应用中，该分簇策略包括设置两个尺寸的正方形的簇，其中，一种簇为另一种簇面积的1/4，如图2所示。本实施例中的簇形状也不限定为正方形。

该组网消息中还可包括下述选取簇首子阶段的时长，如可考虑将该时长设置为60s。

普通节点111收到组网消息后，根据组网消息中的分簇策略以及自身位置可确定所在簇，如所在簇的边长和标识，其中，该簇110的标识由该簇中离汇聚节点最远的顶点的坐标来表示。。例如，当普通节点111与汇聚节点12间的距离在第一距离范围内时，所在簇110为边长为第一长度的正方形；当普通节点111与汇聚节点112间的距离在第一距离范围外时，所在簇110为边长为第二长度的正方形；其中，所述第一长度小于第二长度，第一距离大于第二长度。具体如，以汇集节点112的X、Y坐标(或经、纬度)的(x0、y0)为基准，该普通节点111位于(x0+15m、y0+5m)，其中，在(x0±50m，y0±50m)区域内，簇边长为10m，故普通节点111位于簇标识为(x0+20m、y0+10m)的簇110中。

另外，普通节点111收到组网消息后，可记录下组网消息中携带的上一跳节点的地址信息、或所有转发过该组网消息的节点的地址以及簇尺寸如其边长等信息。然后，在该组网消息中加入自身的地址，并广播该组网消息，具体如在1跳范围内以缺省通信半径R广播该组网消息。其他普通节点接收到该组网消息，则进行如该普通节点的上述操作。

1.2、选取簇首子阶段

本实施例中，该系统100基于节点的剩余能量(如剩余电量)选取簇首节点。具体如，在广播组网消息后，普通节点111若需竞争为簇首节点，则生成包含自身地址和当前的剩余能量值的请求消息(也可称为竞争簇首消息)，该请求消息用于请求当选广播节点所在簇的簇首节点。

然后，普通节点111广播该请求消息。其中，不同尺寸的簇的节点的通信范围不同，例如，边长为

的簇内节点则可调整其发射功率，以使其通信范围为

边长为

的簇内节点则可调整其发射功率，以使其通信范围调小为

再进行后续的广播请求消息的操作。

可以理解的是，在上述的簇首节点可由单个节点选取确定的实施例中，该子阶段的时间可不固定，例如在该簇首节点的当选时间达到预设时间后，则进入下一周期的选取簇首子阶段，由簇内的一个节点直接根据上一周期情况确定好新周期的簇首节点，此时则结束该子阶段，并在下一子阶段通告该结果。当然此情况也可认为不设该子阶段。

1.3、簇首通告子阶段

选取簇首子阶段结束后，每一个广播了上述请求消息的普通节点111(其中是否广播其请求消息或者何时广播其请求消息可由下述相关实施例确定)可根据自身剩余能量值确定是否当选该簇的簇首节点具体可参考下述相关实施例，并在确定当选簇首节点后生成簇首通知消息，该消息中包括该普通节点111的地址和所在簇的标识，广播该通知消息。

当然，在上述的簇首节点可由单个节点选取确定的实施例中，该当个节点确认新簇首节点后的生成并广播该通知消息。

其他普通节点111根据该簇首通知消息确定自己是否属于该簇，如果是，则保存该簇首节点的地址信息作为所在簇的簇首节点的地址；如果不属于该簇，则判断自己是否为簇首节点，如果是，则保存该簇首节点的地址信息作为邻居簇的簇首节点的地址，否则不保存。

2)数据传输阶段

其中，如果簇成员节点111b有数据分组需要上传，则先将数据分组采用但不限采用单跳传送方式传给本簇的簇首节点111a。簇首节点111a收到数据分组后，用单跳或多跳的方式将数据分组转发给汇聚节点112；如果簇首节点111a自己有数据分组需上传，也采用同样的方式。

例如，当簇成员节点111b有数据分组要传送给汇聚节点112时，先查到所在簇的簇首节点111a的地址，然后以单播的方式将数据分组发送给簇首节点111a。簇首节点111a接收到该数据分组后，可向簇成员节点111b回复回应消息如ACK帧或其它消息，以表示已接收到其数据分组。

当簇首节点111a有数据分组(自身或簇内节点的)需要发往汇聚节点112时，先从邻居节点里找出当选为邻居簇簇首的节点，并将数据分组发送给该节点。每个簇首节点都进行这样的操作，直到数据分组被传送到汇聚节点112。

在数据传输阶段中，簇内的簇成员节点111b可设置为仅与簇首节点111a建立通信，而簇成员节点111b之间不进行通信。当然，这并不作为限定，簇成员节点111b之间可根据实际需要实现通信。

可以理解的是，图1仅示范性示出本发明分布式网络的拓扑结构，但不作为本发明分布式网络结构的限定，在其他实施例中，该分布式网络可包括更多簇，每个簇可存在共同节点，每个簇中的簇首节点数量可为多个， 网络中汇聚节点数据也可为多个。

其中，该系统中的普通节点111或簇首节点111a可执行以下至少一个实施例中的方法，或对应为以下实施例中的节点，具体请参阅以下实施例描述。

在此，先对下面实施例出现的词语进行定义：邻居节点为位于当前节点通信范围内的节点，本实施例可理解为一跳可到达的节点。

另外，本发明下述方法中所述的其他普通节点或其他节点指的是除该执行该方法外的任意一个或多个普通节点或节点，且每次表述的其他普通节点或其他节点可以为相同节点或不同节点，并不应理解为所有表述的其他普通节点为特指的同一个节点，当然，在一些可明确理解为一系列动作均是有同一其他普通节点执行的步骤除外(如下述S208等)。

下述实施例均可以节点的剩余能量值选取簇首节点。

第二实施例：

本发明提供分布式网络的消息广播方法一实施例。本实施例中，该消息广播方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于确定普通节点是否广播请求竞选簇首节点的消息，具体该方法包括以下步骤：

S201：普通节点在选取簇首阶段时检测是否接收到簇内其他普通节点广播的请求消息；若接收到，则执行S202，若没有接收到，则执行S203。

其中，该分布式网络中的普通节点到达其设定请求时间时进行的上述检测，该设定请求时间可以理解为该普通节点可发送请求消息的时间，可由分布式网络的汇聚节点调配设置的，或者自身通过判断确定的(如下述第三实施例)。

S202：判断所述普通节点的剩余能量值是否大于所述请求消息中包含的所述剩余能量值。若是，则执行S203，否则执行S204。

S203：广播包含自身剩余能量值的请求消息，以请求当选所述簇首节点。

此时，普通节点确定其具有竞争簇首节点的资格。

S204：不广播包含自身剩余能量值的请求消息。

此时，普通节点确定其不具有竞争簇首节点的资格。

可选地，在S203之后，普通节点还可监测在剩余的选取簇首阶段中是否收到新的簇内其他普通节点发送的请求消息；若否，则确定作为所在簇的簇首节点，并将此消息通所在簇的所有其他普通节点，若是，则直接确定所述普通节点不为所在簇的簇首节点。

本实施例中普通节点限制了剩余能量较少的普通节点的请求消息，故减少了由选取簇首节点产生的传输开销，也节省了节点的能量。

第三实施例：

本发明提供分布式网络的消息广播方法另一实施例。本实施例中，该消息广播方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于确定何时广播用于请求竞选簇首节点的消息，具体该方法包括以下步骤：

S301：普通节点在选取簇首阶段判断自身剩余能量值是否小于设定阈值；若是，则执行S302，否则执行S303。

本实施例中普通节点采用剩余能量较大的优先广播的原则确定其广播请求消息的时间。其中，上述设定阈值为在所在簇的前一簇首节点在前一周期竞争簇首时的剩余能量值与0的区间中，以均匀分布的概率随机取的一个值。当然，该设定阈值也可为一固定值，且该固定值根据不同周期进行变化。通常，越靠前的周期中，该固定值越大。

可选地，在另一实施例中，在判断自身剩余能量值小于设定阈值之后，普通节点还执行：若在第一设定时间内未收到其他普通节点发送的请求消息，则调整所述设定阈值，并重新执行上述判断自身剩余能量值是否小于设定阈值。

S302：延迟广播包含所述自身剩余能量值的请求消息。

此时，普通节点认为其成为簇首节点的可能性较小，故延迟广播。

S303：即时广播包含所述自身剩余能量值的请求消息。

此时，普通节点认为其成为簇首节点的可能性较大，故即时广播。

可选地，普通节点执行上述S302和S303中的所述广播包含所述自身剩余能量值的请求消息以及之后确定簇首节点可参考第二实施例方法。

本实施例中，分布式网络中的普通节点分开广播，避免通信信道的堵塞。进一步，此时剩余能量小的普通节点更晚广播故可根据第二实施例方法判断后确定不广播请求，故可进一步减少控制开销，即减少由选取簇首节点传输开销，且节约节点能量。

第四实施例：

本发明提供分布式网络的通信方法一实施例。本实施例中，该通信方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于根据簇内和簇间传输调整其通信范围，具体该方法包括以下步骤：

S401：簇首节点判断需进行与之通信的节点为簇内节点还是簇外节点。

S402：若为簇内节点，则以第一发射功率与所述簇内节点通信。

S403：若为簇外节点，则以第二发射功率与所述簇外节点通信。

所述第一发射功率(也称为簇内发射功率)小于所述第二发射功率(也称为簇外发射功率)。

可选地，该分布式网络可按照与汇聚节点的距离划分两种尺寸簇的具体应用中，该第二发射功率的通信范围可均设置为R，当所在簇边长为

时，所述第一发射功率的通信范围可设置为

当所在簇边长为

时，所述第一发射功率的通信范围可设置为

本实施例实现了自适应调整其通信范围，实现了在保障簇内、簇间通信成功的前提下，减小簇间干扰，使通信相对更加可靠，有利于数据分组传送成功率的提高，且节约簇首节点能量。

第五实施例：

本发明提供分布式网络的消息传输方法一实施例。本实施例中，该消息传输方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于普通节点在数据传输时基于节点位置实现路由选择，具体该方法包括以下步骤：

S501：普通节点接收邻居普通节点发送的组网消息。

该组网消息来源于所述分布式网络的汇聚节点，具体可如第一实施例所述。该组网消息还包括邻居普通节点的位置信息。该位置信息可具体包括发送该组网消息的邻居普通节点与汇聚节点之间的距离。

S502：从所述组网消息中获取并保存所述邻居普通节点的位置信息。

进一步地，在确定其邻居簇首节点后，可仅保存其邻居簇首节点的位置信息。在进行上述位置保存之后，普通节点还可将自身的地址和位置信息加入至组网消息中，并转发所述组网消息。其他普通节点接收到该组网消息，即可同样执行本方法步骤以获得其邻居节点的位置信息。

S503：在作为簇首节点向所述汇聚节点发送消息时，根据所述保存的位置信息，选择出与所述汇聚节点距离最短的邻居簇首节点。

S504：将所述消息发送至所述选择的邻居簇首节点，以通过所述选择的邻居簇首节点将所述消息转发至所述汇聚节点。

例如，普通节点如上述第四实施例所述进行簇内和簇外通信。具体地，普通节点在确定与汇聚节点最近的邻居簇首节点之后，以上述簇外发射功率向所述选择的邻居簇首节点发送所述消息。

本实施例实现了最短路由，减少了数据传输至汇聚节点的时间和开销，而且上述路由方式直接利用组网消息中携带位置信息实现，无需新增路由消息进行，故减少其控制开销。

第六实施例

本发明提供分布式网络的簇首选取方法一实施例。本实施例中，该方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于无需普通节点发送竞争簇首请求消息，即可实现簇首选取，该方法包括：

S601：普通节点接收所在簇其他普通节点的剩余能量信息。

该S601可执行在第一实施例中所述的数据传输阶段或所述成簇阶段。该剩余能量信息可以设置于该普通节点接收到的任意数据中。当然，该剩 余能量信息也可根据接收到的数据的信号强度确定。普通节点将该剩余能量信息保存于本地。可以理解的是，在簇首节点不可连续作为簇首节点的实施例中，本实施例中的普通节点仅为簇成员节点。

S602：在进入下一簇首选取阶段时，根据所述剩余能量信息获得所述其他普通节点的当前剩余能量值。

例如，在数据传输阶段，所述剩余能量信息包括所在簇的当前簇首节点作为本周期簇首节点期间其他普通节点最后一次发送数据时的第二剩余能量值，例如包括在当前簇首节点期间，其他簇成员节点最后一次向簇首节点发送数据时的剩余能量值以及该簇首节点最后一次向该普通节点发送数据时的剩余能量值。该S602具体包括：将其他普通节点的所述第二剩余能量值作为所述其他普通节点的当前剩余能量值。

又例如，所述剩余能量信息包括在所在簇当前簇首节点确定作为本周期簇首节点时所述其他普通节点的第一剩余能量值以及通信情况；该S602具体包括：根据所述通信情况估计得到所述其他普通节点在所述簇首节点作为本周期簇首节点期间的能量损耗值；将每个其他普通节点的所述第一剩余能量值与其能量损耗值之间的差值作为该其他普通节点的当前剩余能量值。具体如，根据节点的通信次数划分为多个等级，并对应不同等级预设对应的能量损耗值，通过上述对应关系，将该其他普通节点的通信次数划分至对应等级中，从而查询得到相应能量损耗值。

S603：判断自身当前剩余能量值是否大于获得的所述其普通他节点的当前剩余能量值；，若均大于，则执行S604，否则确定自身不为簇首节点，即不广播自荐为新簇首节点的通知消息。

S604：广播自荐为新簇首节点的通知消息。

进一步地，该普通节点在判断自身当前剩余能量值大于该其他普通节点的当前剩余能量值时，检测是否接收到其他普通节点发送的自荐为新簇首节点的通知消息，若未接收到，则确定自身作为新簇首节点，并广播自荐为新簇首节点的通知消息，否则确定发送所述通知消息的所述其他普通节点为新簇首节点，故不广播自荐为新簇首节点的通知消息。

在当选为新簇首节点后，该普通节点可如本发明其他实施例或其组合方式进行所述进行数据传输和重新划分所在簇。

本实施例无需普通节点发送竞争簇首请求消息，故大大减少了因选取簇首节点产生的传输开销，也节省了节点的能量。

第七实施例

本发明提供分布式网络的簇首选取方法一实施例。本实施例中，该方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于无需普通节点发送竞争簇首请求消息，即可实现簇首选取，该方法包括：

S701：普通节点在簇首选取阶段时，检测自身是否已当选过簇首节点以及自身的当前剩余能量是否大于设定能量值；若大于，则执行S702，否则确定无法当选簇首节点，故不广播通知消息。

该设定能量值的设定和调整可参考上述第三实施例中的设定阈值的秒速。

S702：广播自荐为新簇首节点的通知消息。

可选地，普通节点在执行上述S701之前，先判断是否接收到所在簇其他普通节点发送的自荐为新簇首节点的通知消息；若否，则确定自身为新簇首节点，并执行S701；若是，则确定发送所述通知消息的所述其他普通节点为新簇首节点，并结束流程。当然，上述判断也可以在执行S701后，若确定自身未当选过簇首节点以及自身的当前剩余能量大于设定能量值时再执行，并判断未收到其他普通节点的通知消息则执行S702，否则确定发送该通知消息的该其他普通节点为新簇首节点，并结束流程。

此外，该簇首节点在作为簇首节点时，可如本发明其他实施例或其组合方式进行所述进行数据传输和重新划分所在簇。

第八实施例

本发明提供分布式网络的簇首选取方法一实施例。本实施例中，该方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于确定普通节点是否广播请求竞选簇首节点的消息，该方法包括以下步骤：

S801：普通节点在选取簇首阶段时检测是否接收到簇内其他普通节点广播的请求消息；若接收到，则执行S802，若没有接收到，则执行S803。

该S801具体实施请参阅S201的描述。

S802：判断所述普通节点的剩余能量值是否比所述请求消息中包含的所述剩余能量值不低于设定差值。若是，则执行S803，否则执行S804。

S803：广播包含自身剩余能量值的请求消息，以请求当选所述簇首节点。

S805：在所述选取簇首阶段结束时，若判断自身为广播过所述请求消息的簇内节点中满足设定条件的节点，则确定自身作为新簇首节点。

其中，该设定条件包括关于该节点剩余能量和/或其位置相关的条件，例如包括该节点剩余能量值是否符合设定能量条件和该节点是否与汇聚节点的距离最近。

S804：不广播包含自身剩余能量值的请求消息。

该S804具体说明可参阅S204的描述。

此外，该簇首节点在作为簇首节点时，可如本发明其他实施例或其组合方式进行所述进行数据传输和重新划分所在簇。

第九实施例

本发明提供分布式网络的消息广播方法一实施例。本实施例中，该方法可由第一实施例所述的普通节点执行，用于确定普通节点是否广播请求竞选簇首节点的消息，该方法包括以下步骤：

S901：普通节点在选取簇首阶段判断自身剩余能量值是否小于设定阈值；若是，则执行S902，否则执行S903。

其中，该设定阈值的描述请参阅上述第三实施例中的设定阈值。

S902：不广播包含所述自身剩余能量值的请求消息。

其中，所述请求消息用于请求当选所述簇首节点。该S902具体说明可参阅S204的描述。

S903：广播包含自身剩余能量值的请求消息。

该S903具体说明可参阅S203的描述。

广播该请求消息后，该普通节点可执行上述S805以确定自身为新簇首节点，例如，普通节点判断自身是否为广播过所述请求消息的簇内节点中剩余能量最高或与汇聚节点距离最近的节点，若是，则确定自身为新簇首节点，并广播自身作为新簇首节点的通知消息。在当选为新簇首节点后，该普通节点可如本发明其他实施例或其组合方式进行所述进行数据传输和重新划分所在簇。

此外，该簇首节点在作为簇首节点时，可如本发明其他实施例或其组合方式进行所述进行数据传输和重新划分所在簇。

第十实施例

本发明提供分布式网络的簇首选取方法一实施例。本实施例中，该方法可由第一实施例所述的簇首节点执行，用于无需普通节点发送竞争簇首请求消息，即可实现簇首选取，该方法包括：

S1001：簇首节点接收所在簇的簇成员节点发送的数据，并由所述数据得到所述簇成员节点的当前剩余能量值。

该数据可具体为在数据传输节点发送的数据如传感数据或者在成簇阶段簇成员节点广播的竞争簇首请求消息，该当前剩余能量值可包含在该数据中，或者由该数据的信号强度确定。簇首节点根据簇成员节点发送的数据确定该簇成员节点该剩余能量值，并保存于本地。

S1002：在进入下一簇首选取阶段时，比较所在簇节点的当前剩余能量值，并查找出当前剩余能量值最大的节点。

例如，该数据还包括所述数据的发送时间。簇首节点根据所述数据的发送时间，搜索出接收到的每个簇成员节点的最后发送的剩余能量，并作为所述簇成员节点的当前剩余能量；比较接收到的每个簇成员节点的所述当前剩余能量及自身的当前剩余能量值，以查找到当前剩余能量值最大的节点。

S1003：广播确定所述当前剩余能量值最大的节点为新簇首节点的通知消息。

此外，该簇首节点在作为簇首节点时，可如本发明其他实施例或其组合方式进行所述进行数据传输和重新划分所在簇。

本实施例大大减少了因选取簇首节点产生的传输开销，也节省了节点的能量。

第十一实施例

请参阅图3，图3是本发明分布式网络的通信方法一实施例的流程图。本实施例中，该方法可由第一实施例所述的簇首节点执行，用于使用簇内发送功率实现簇间通信，该方法包括：

S1101：簇首节点判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点。若是，则执行S1102，否则执行S1104。

其中，在该待发送数据的目标节点为在该待发送数据的传输路径中该簇首节点的下一跳节点，也即簇首节点需要将该待发送数据发送至的下一跳节点。例如，在数据传输阶段，簇首节点接收到簇成员节点发送的数据，并确定该数据需要最终发送至汇聚节点，且汇聚节点不在自身的通信范围内，则确定该待发送数据的目标节点为邻居簇首节点，以通过该邻居簇首节点直接转发至汇聚节点或者再次转发至其他簇首节点直至转发至汇聚节点。具体，簇首节点若存在多个邻居簇首节点时，可以选择距离汇聚节点最近的邻居簇首节点作为该目标节点，具体选择方法可参考第五实施例或第十五实施例，且其邻居簇首节点转发至其他簇首节点同样可采用上述方法选择下一跳簇首节点。

S1102：搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点。

簇首节点中存储有与其邻居簇首节点关联的簇成员节点信息如簇成员节点的地址。与邻居簇首节点关联的簇成员节点即为可与该邻居簇首节点相互通信的簇成员节点。

在另一实施例中，在S1102之前，该方法还包括：以所述第一发射功率广播测试信号；接收簇成员节点发送的反馈信号，其中，所述反馈信号包含所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点的信息如该邻居簇首节点的地址；建立所述簇成员节点与所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点之间的关联。在建立该关联前，先查询下是否已建立该邻居簇首节点与其他簇成员节点间的关联，若是，则不建立该关联，若否，则建立该关联。由此，簇首节点保存有至少一个邻居簇首节点的关联关系。

S1103：以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述关联的簇成员节点，以通过所述关联的簇成员节点将所述待发送数据转发至所述目标节点。

例如，簇首节点在确定该目标节点为邻居簇首节点时，将目标节点的地址与预存关联关系中的邻居簇首节点地址进行对比，以查找是否存在与该目标节点地址匹配的邻居簇首节点地址；若存在，则根据预存关联关系获取与该目标节点关联的簇成员节点信息，并以第一发射功率将所述待发送数据发送至该簇成员节点；若不存在，则以第二发射功率将所述待发送数据直接发送至所述目标节点。

其中，所述第一发射功率(也称为簇内发射功率)满足所述簇首节点与其所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。所述第二发送功率(也称为簇外发射功率)大于所述第一发射功率，能够满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点的通信。例如，该第一发射功率实现的通信范围为

第二发射功率实现的通信范围为R。

S1104：以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述目标节点。

当判断该目标节点不为邻居簇首节点时，即该目标节点为簇成员节点，例如当簇首节点接收到该簇成员节点发送的传感数据，并生成应答消息以发送至该簇成员节点，故该应答消息的目标节点为该簇成员节点。故簇首节点直接以簇内通信的第一发射功率将该数据发送至所述目标节点。

第十二实施例

请参阅图4，图4是本发明分布式网络的通信方法另一实施例的流程图。本实施例中，该方法可由第一实施例所述的簇成员节点执行，用于使用簇内发送功率实现簇间通信，该方法包括：

S1201：簇成员节点接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据。

其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与簇内所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。

S1202：获取所述数据中包含的目标节点信息，并检测所述数据的目标节点是否为邻居簇首节点。

如上述十一实施例所述，簇首节点以第一发射功率发送的数据可能是直接发送至簇内节点也可能是需要发送至邻居簇首节点的，故簇成员节点接收到该数据后，根据数据中的目标节点信息如目标节点地址，判断该数据的目标节点为邻居簇首节点还是簇成员节点，若是邻居簇首节点，则执行S1203。若是簇成员节点，则确定该数据的目标节点为自身，并对该数据进行相应处理，结束流程。其中，本实施例所述的目标节点如上述十一实施例所述。

S1203：将所述数据转发至所述邻居簇首节点。

在一实施例中，该簇成员节点是以第一发射功率进行簇内通信，同样地，该簇成员节点以第一发射功率将所述数据转发至所述邻居簇首节点。由此，簇成员节点无需提高自身的发射功率即可实现协助簇首节点与邻居 簇首节点之间的通信。进一步地，在该S1202之前，该方法还可包括：接收邻居簇首节点以所述第一发射功率广播的测试信号；生成包含所述邻居簇首节点的信息的反馈信息，并发送至簇内簇首节点，以使该簇首节点根据该反馈信息建立该簇成员节点与该邻居簇首节点之间的关联。

上述第十一和十二实施例中的簇首节点和簇成员节点在簇首选取节点可以采用上面实施例实现簇首选取或请求消息广播。

以上两个实施例中，簇首节点通过以簇内发射功率将数据发送至簇成员节点，并由该簇成员节点将数据转发至邻居簇首节点，故簇首节点仅以簇内发射功率实现了簇间通信，节约簇首节点能量。

第十三实施例

本发明提供分布式网络的通信调整方法一实施例。本实施例中，该消息广播方法可由第一实施例所述的簇首节点执行，用于适应性调整簇间发射功率，节省节点能量，具体该方法包括以下步骤：

S1301：簇首节点检测与相邻簇首节点的通信质量。

该簇首节点可定时检测与相邻簇首节点的通信质量，或者在数据通信阶段的设定时刻如开始时进行该检测。所述通信质量具体可为可表征该簇首节点与相邻簇首节点之间的通信状态的任意参数，例如该簇首节点与所述相邻簇首节点在设定时间内通信的误码率等。

S1302：根据所述通信质量，调整与所述相邻簇首节点通信时的发射功率。

本实施例中，簇首节点与相邻簇首节点之间的通信的发射功率是可以调整的，具体簇首节点根据与该相邻簇首节点之间的通信质量进行调整。例如，若所述通信质量满足第一设定条件，则将与所述相邻簇首节点通信时的发射功率上调；若所述通信质量满足第二设定条件，则将与所述相邻簇首节点通信时的发射功率下调。其中，可按照设定步长进行上调或下调，或者按照当前通信质量与该设定条件的差异确定需要调整的功率值。

进一步地，上述第一设定条件为所述簇首节点与所述相邻簇首节点在设定时间内通信的误码率小于第一设定值；上述第二设定条件为所述簇首节点与所述相邻簇首节点在所述设定时间内通信的误码率大于第二设定值；其中，所述第二设定值大于或者等于所述第一设定值。当然，若所述通信质量满足第三设定条件，则保持当前与所述相邻簇首节点通信时的发射功率。例如该第三设定条件为簇首节点与所述相邻簇首节点在所述设定时间内通信的误码率在第一设定值与第二设定值之间。

进一步地，该方法还可包括以下步骤：

S1303：簇首节点检测与簇内簇成员节点的通信质量。

S1304：根据所述与簇内簇成员节点的通信质量，调整与所述簇成员节 点通信时的发射功率。

同理于上述S1302，簇首节点根据该与簇成员节点的通信质量对与簇内发射功率进行调整。

本实施例，簇首节点根据与邻居簇首节点的通信质量对与邻居簇首节点通信时的发射功率进行调整，实现了簇间通信的发射功率的适应性调整，避免了簇间通信时簇首节点能量的多余浪费，加强了簇首节点能量的有效利用。

第十四实施例

本发明提供分布式网络的通信调整方法一实施例。本实施例中，该消息广播方法可由第一实施例所述的簇首节点执行，用于适应性调整簇间发射功率，节省节点能量，具体该方法包括以下步骤：

S1401：簇首节点获取与相邻簇首节点间的距离。

具体，簇首节点向相邻簇首节点发送询问其位置信息的消息，并由其相邻簇首节点响应该询问消息而反馈其位置信息；或者相邻簇首节点在向簇首节点发送数据时主动将位置信息包含在数据中，具体可如第五或第十五实施例通过组网节点或广播当选簇首节点的通知消息发送其位置信息，簇首节点从该数据中提取位置信息并保存，在进行调整时获取预存的相邻簇首节点的位置信息，并由所述位置信息计算得到所述簇首节点与相邻簇首节点间的距离。

S1402：根据所述距离，调整与所述相邻簇首节点通信时的发射功率。

本实施例中，簇首节点与相邻簇首节点之间的通信的发射功率是可以调整的。具体簇首节点预设有不同通信范围与不同发射功率值的对应关系，该S1402可包括：从预设的与不同通信范围对应的发射功率值中，搜索出与所述距离匹配的通信范围对应的发射功率值；将所述与所述相邻簇首节点通信时的发射功率调整至所述搜索出的发射功率值。

进一步地，该方法还可包括以下步骤：

S1403：簇首节点获取与簇内簇成员节点间的距离。

该距离的获取方式可参阅上述邻居簇首节点的距离获取。

S1404：根据所述与簇内簇成员节点的距离，调整与所述簇成员节点通信时的发射功率。

同理于上述S1402，簇首节点根据该与簇成员节点的距离对与簇内发射功率进行调整。

当然该簇首节点也可执行上述S1303-S1304以调整与簇成员节点通信时的发射功率。

本实施例，簇首节点根据与邻居簇首节点的距离对与邻居簇首节点通信时的发射功率进行调整，实现了簇间通信的发射功率的适应性调整，避 免了簇间通信时簇首节点能量的多余浪费，加强了簇首节点能量的有效利用。

上述第十三和十四实施例中调整后的簇首节点与簇成员节点通信时的发射功率即可作为本发明其他实施例中的第一发射功率，调整后的簇首节点与相邻簇首节点通信时的发射功率即可作为本发明其他实施例中的第二发射功率，在调整后，可采用本发明其他实施例利用该第一发射功率和第二发射功率进行通信、重新划分所在簇以及进行簇首选取或请求消息广播。

第十五实施例

本发明提供分布式网络的通信方法一实施例。本实施例中，该通信方法可由第一实施例所述的簇首节点执行，用于簇首节点在数据传输时基于节点位置实现路由选择，具体该方法包括以下步骤：

S1501：簇首节点根据预存的邻居簇首节点的位置信息，选择出与所述汇聚节点距离最短的邻居簇首节点。

其中，所述邻居簇首节点的位置信息源于所述邻居簇首节点在当选簇首节点时广播的通知消息。该位置信息具体可包括所述邻居簇首节点与所述汇聚节点的距离，或包括其他可得到该邻居簇首节点与汇聚节点间距离的信息。

本步骤发生在上述数据传输阶段。例如，该簇首节点将所在簇的簇成员节点发送的数据上传至汇聚节点时，该簇首节点获取在簇首广播阶段保存的邻居位置信息，并在保存的信息中查找出其邻居簇首节点的位置消息，将获取得到的至少一个邻居簇首节点位置信息进行比较，得到其中与汇聚节点距离最短的邻居簇首节点。

S1502：将所述消息发送至所述选择的邻居簇首节点，以通过所述选择的邻居簇首节点将所述消息转发至所述汇聚节点。

例如，簇首节点如上述第四实施例所述进行簇内和簇外通信。具体地，簇首节点在确定与汇聚节点最近的邻居簇首节点通信之后，以上述簇外发射功率向所述选择的邻居簇首节点发送所述消息。该邻居簇首节点在接收到该消息后，可同样利用本方法实施例将该消息转发至下一个距离汇聚节点最近的其邻居簇首节点，每个转发节点均以此类推进行转发，直至消息到达汇聚节点。

在另一实施例中，在S1501之前，所述方法还包括以下步骤：

S1503：接收邻居簇首节点在当选簇首节点时广播的通知消息。

S1504：从所述通知消息中获取并保存所述邻居簇首节点的地址及位置信息。

上述该S1503-S1504执行在簇首广播子阶段。所述通知消息包括所述邻居簇首节点的地址及位置信息。例如，簇首节点从通知消息中获得该地 址和位置信息，并将其建立映射关系后进行保存。

另外，簇首节点可在当选簇首节点时，生成包括自身地址和位置信息的通知消息，并广播所述通知消息，以通知其当选簇首节点。其他邻居簇首节点接收到该组网消息，即可同样执行本方法步骤以获得其邻居簇首节点的位置信息。

另外，本实施例所述簇首节点还可采用本发明其他实施例重新划分所在簇以及进行簇首选取或请求消息广播等。

本实施例利用确定其当选簇首节点的通知消息中的位置信息确定出与汇聚节点距离最近的邻居簇首节点，以利用与汇聚节点距离最近的邻居簇首节点转发消息至汇聚节点，故减少了数据传输至汇聚节点的时间和开销，最大程度上缩短传输路径，提高了路由效率，而且上述路由方式直接利用通知消息中携带位置信息实现，无需新增路由消息进行，故减少其控制开销。

第十六实施例

本发明提供分布式网络的管理方法一实施例。本实施例中，该管理方法可由第一实施例所述的簇首节点执行，用于在组网节阶段后重新划分所在簇，具体该方法包括以下步骤：

S1601：簇首节点统计簇内节点数量。

该簇内节点可包含该簇首节点或者不包括该簇首节点仅包括所在簇的簇成员节点。例如，簇首节点广播探测信号，其中，所述探测信号用于请求簇内簇成员节点响应所述探测信号；接收簇内簇成员节点响应所述探测信号发送的作答信号；统计接收到的作答信号以获得簇内节点数量。

进一步地，该探测信号可上述用于通知其当选簇首节点的通知消息，具体，所述簇首节点在确定作为簇首节点时广播所述探测信号，所述探测信号包括所述簇首节点的地址，还用于通知簇内普通节点其当选簇首节点。簇首节点接收到该作答后，可通过统计接收到的作答数量得到其簇内簇成员节点；

S1602：判断所述簇内节点数量是否大于设定值；若大于，则执行S1603，否则确定无需分簇，结束流程。

其中，该设定值可以从汇聚节点广播的组网消息中得到的，也可由自身根据所在簇的之前通信情况和/或剩余能量情况确定的，如判断所在簇节点目前的剩余能量值在预设的哪个能量范围中，并将所述簇内节点数量与该能量范围中匹配的设定值进行比较。

S1603：将所在簇划分为至少两个簇，并将划分结果上传至汇聚节点。

具体，可根据当前所在簇节点数量与该设定值之间的差值确定划分多少簇，例如，若该差值低于该所在簇节点数据的三分之一，则划分为两个 簇，若该差值位于该所在簇节点数据的三分之一与1倍之间，则划分为3个簇，若该差值大于该所在簇节点数据的1倍，则划分为4个簇。

在确定好划分情况之后，将该划分结果转发至邻居簇首节点以通过该邻居簇首节点发送至汇聚节点，并将该划分结果广播至簇内节点。

进一步地，簇首节点在划分之后，还可确定划分后每个簇的簇首节点，例如查找出所述至少两个簇中不包括所述簇首节点的簇；将所述查找出的每个簇中剩余能量值最高的节点确定为对应簇的簇首节点，并在簇内广播所述确定结果，簇内节点接收到上述划分结果和确定结果后，按照接收内容划分新簇并确定新簇的簇首节点。

当然，簇首节点也可不确定每个簇的簇首节点，簇内节点在根据上述划分结果分簇后，可执行如上述实施例选取其簇首节点或者广播竞争簇首节点的请求消息并实现簇首的选取。

更进一步地，划分好新簇后，该簇成员节点可如上述十三、十四实施例对其发射功率进行调整。且，该簇首节点进行上述簇间通信和簇内通信可参阅以上相关实施例的描述。

在另一实施例中，该方法还包括：在组网阶段，根据组网策略确定所在簇的边长；其中，所述组网策略为越靠近若所述汇聚节点则所在簇的面积越大。该组网策略至少包括三种尺寸的簇，例如所述组网策略具体包括节点与所述汇聚节点间的距离在第一距离范围内时，所在簇为边长为第一长度的正方形；当节点与所述汇聚节点间的距离在第一距离范围外且在第二距离范围内时，所在簇为边长为第二长度的正方形；当节点与所述汇聚节点间的距离在第二距离范围外且在第三距离范围内时，所在簇为边长为第三长度的正方形；其中，所述第一长度小于第二长度小于第三长度。

本实施例簇首节点还可采用本发明其他实施例进行簇间或簇内通信以及进行簇首选取或请求消息广播。

本实施例中，簇首节点可根据当前所在簇的簇内节点数量重新划分所在簇，实现了分布式网络中簇划分的智能调整，且限制了该网络中簇节点的数量，避免簇首节点由于簇内节点过多而能量消耗过大的情况，在一定程度上可实现网络节点能量均匀化。

第十七实施例

请参阅图5，本实施例中，该节点可以为图1所示的普通节点。该节点包括判断模块171、搜索模块172和发送模块173。

判断模块171用于判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点；

搜索模块172用于在目标节点为邻居簇首节点时，搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点；

发送模块173用于以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述关联 的簇成员节点，以通过所述关联的簇成员节点将所述待发送数据转发至所述目标节点.

其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与其所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。

可选地，该节点还包括测试模块，用于：以所述第一发射功率广播测试信号；接收簇成员节点发送的反馈信号，其中，所述反馈信号包含所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点的信息；建立所述簇成员节点与所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点之间的关联。

可选地，发送模块173还用于在所述目标节点为邻居簇首节点时，若未搜索到与所述目标节点关联的簇成员节点，则以第二发射功率将所述待发送数据直接发送至所述目标节点；其中，所述第二发送功率大于所述第一发射功率，能够满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点的通信。

可选地，该节点还包括广播模块，用于：在选取簇首阶段检测是否接收到簇内其他节点广播的请求消息，其中，所述请求消息包含广播所述请求消息的节点的剩余能量值，用于请求当选所述簇首节点；若接收到，则判断所述节点的剩余能量值是否大于所述请求消息中包含的所述剩余能量值；若是，则广播包含自身剩余能量值的请求消息，以请求当选所述簇首节点；若否，则不广播所述包含自身剩余能量值的请求消息；若在所述广播包含自身剩余能量值的请求消息之后，未收到新的簇内其他节点发送的所述请求消息，则确定作为所在簇的簇首节点，并将此消息通知所在簇的所有其他节点。

请参阅图6，在另一实施例中，该节点包括接收模块174、检测模块175和转发模块176。

接收模块174用于接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据；

检测模块175用于获取所述数据中包含的目标节点信息，并检测所述数据的目标节点是否为邻居簇首节点；

转发模块176用于在目标节点为邻居簇首节点时，将所述数据转发至所述邻居簇首节点。

其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与簇内所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。

可选地，该节点还包括生成模块，用于接收邻居簇首节点以所述第一发射功率广播的测试信号；生成包含所述邻居簇首节点的信息的反馈信息，并发送至簇内簇首节点；转发模块176具体用于以所述第一发射功率将所述数据转发至所述邻居簇首节点。

可选地，该节点还包括图5所示的模块。

上述节点的各个模块可分别执行上述方法实施例中对应步骤，故在此 不对各模块进行赘述，详细请参阅以上对应步骤的说明。可以理解的是，上述节点的上述模块还可执行上述方法实施例中的其他步骤，或者上述节点还可包括其他功能模块用以执行上述方法实施例中的其他步骤。

请参阅图7，图7是本发明分布式网络节点另一实施例的结构示意图。该节点为图1所示的普通节点，该节点可以执行上述方法中步骤。相关内容请参见上述方法中的详细说明，在此不再赘叙。

本实施例中，该节点180包括：发送器181、接收器182、一个或多个处理器183、存储器184和总线185。

发送器181用于向分布式网络中的其他节点发送消息，如采集的传感数据、组网消息等。接收器182用于接收分布式网络中的其他节点发送的消息，如采集的传感数据、组网消息等存储器184包括只读存储器和随机存取存储器。存储器184的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。

处理器183还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。具体的应用中，节点的各个组件可通过总线185耦合在一起，其中总线185除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线185。当然，在其他实施例中，节点也可不包括该总线。

本发明实施例中，节点180还包括多个应用程序以及一个或多个程序，所述多个应用程序以及一个或多个程序存储在存储器184中，并且配置为被所述处理器183执行。所述一个或多个程序包括指令。处理器183通过调用存储器184存储的所述一个或多个程序中的指令，上述处理器183具体可用于执行上述方法实施例或其组合，具体请参考上述方法实施例的描述。

以上方案可减少控制开销，从而节约节点能量，延长节点和网络的寿命，也提高了网络通信的可靠性。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1. 一种分布式网络的通信方法，其特征在于，所述方法包括：

   簇首节点判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点；

   若是，则搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点；

   以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述关联的簇成员节点，以通过所述关联的簇成员节点将所述待发送数据转发至所述目标节点；

   其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与其所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点之前，还包括：

   以所述第一发射功率广播测试信号；

   接收簇成员节点发送的反馈信号，其中，所述反馈信号包含所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点的信息；

   建立所述簇成员节点与所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点之间的关联。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标节点为邻居簇首节点时，所述方法还包括：

   若未搜索到与所述目标节点关联的簇成员节点，则以第二发射功率将所述待发送数据直接发送至所述目标节点；

   其中，所述第二发送功率大于所述第一发射功率，能够满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点的通信。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述簇首节点判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点之前，还包括：

   在选取簇首阶段检测是否接收到簇内其他节点广播的请求消息，其中，所述请求消息包含广播所述请求消息的节点的剩余能量值，用于请求当选所述簇首节点；

   若接收到，则判断所述节点的剩余能量值是否大于所述请求消息中包含的所述剩余能量值；

   若是，则广播包含自身剩余能量值的请求消息，以请求当选所述簇首节点；若否，则不广播所述包含自身剩余能量值的请求消息；

   若在所述广播包含自身剩余能量值的请求消息之后，未收到新的簇内其他节点发送的所述请求消息，则确定作为所在簇的簇首节点，并将此消息通知所在簇的所有其他节点。
5. 一种分布式网络的通信方法，其特征在于，包括：

   簇成员节点接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据；

   获取所述数据中包含的目标节点信息，并检测所述数据的目标节点是 否为邻居簇首节点；

   若是，则将所述数据转发至所述邻居簇首节点；

   其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与簇内所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据之前，还包括：

   接收邻居簇首节点以所述第一发射功率广播的测试信号；

   生成包含所述邻居簇首节点的信息的反馈信息，并发送至簇内簇首节点；

   所述将所述数据转发至所述邻居簇首节点，包括：

   以所述第一发射功率将所述数据转发至所述邻居簇首节点。
7. 一种分布式网络节点，其特征在于，包括发送器、接收器、存储器和处理器，

   所述发送器用于向其他节点发送消息；

   所述接收器用于接收其他节点发送的消息；

   所述存储器用于存储计算机指令；

   所述处理器执行所述计算机指令，用于：

   判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点；

   若是，则搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点；

   控制所述发送器以第一发射功率将所述待发送数据发送至所述关联的簇成员节点，以通过所述关联的簇成员节点将所述待发送数据转发至所述目标节点；

   其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与其所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。
8. 根据权利要求7所述的节点，其特征在于，在所述搜索出与所述目标节点关联的簇成员节点之前，所述处理器还用于：

   以所述第一发射功率广播测试信号；

   接收簇成员节点发送的反馈信号，其中，所述反馈信号包含所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点的信息；

   建立所述簇成员节点与所述簇成员节点可接收到其测试信号的邻居簇首节点之间的关联。
9. 根据权利要求7所述的节点，其特征在于，在所述目标节点为邻居簇首节点时，所述处理器还用于：

   若未搜索到与所述目标节点关联的簇成员节点，则以第二发射功率将所述待发送数据直接发送至所述目标节点；

   其中，所述第二发送功率大于所述第一发射功率，能够满足所述簇首 节点与所有邻居簇首节点的通信。
10. 根据权利要求7所述的节点，其特征在于，在所述簇首节点判断待发送数据的目标节点是否为邻居簇首节点之前，所述处理器还用于：

    在选取簇首阶段检测是否接收到簇内其他节点广播的请求消息，其中，所述请求消息包含广播所述请求消息的节点的剩余能量值，用于请求当选所述簇首节点；

    若接收到，则判断所述节点的剩余能量值是否大于所述请求消息中包含的所述剩余能量值；

    若是，则广播包含自身剩余能量值的请求消息，以请求当选所述簇首节点；若否，则不广播所述包含自身剩余能量值的请求消息；

    若在所述广播包含自身剩余能量值的请求消息之后，未收到新的簇内其他节点发送的所述请求消息，则确定作为所在簇的簇首节点，并将此消息通知所在簇的所有其他节点。
11. 一种分布式网络节点，其特征在于，包括发送器、接收器、存储器和处理器，

    所述发送器用于向其他节点发送消息；

    所述接收器用于接收其他节点发送的消息；

    所述存储器用于存储计算机指令；

    所述处理器执行所述计算机指令，用于：

    通过所述接收器接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据；

    获取所述数据中包含的目标节点信息，并检测所述数据的目标节点是否为邻居簇首节点；

    若是，则通过所述发送哦器将所述数据转发至所述邻居簇首节点；

    其中，所述第一发射功率满足所述簇首节点与簇内所有簇成员节点通信，但不能满足所述簇首节点与所有邻居簇首节点通信。
12. 根据权利要求11所述的节点，其特征在于，在所述接收簇内簇首节点以第一发射功率发送的数据之前，所述处理器还用于：

    接收邻居簇首节点以所述第一发射功率广播的测试信号；

    生成包含所述邻居簇首节点的信息的反馈信息，并发送至簇内簇首节点；

    所述将所述数据转发至所述邻居簇首节点，包括：

    以所述第一发射功率将所述数据转发至所述邻居簇首节点。

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