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申请/专利权人：中国科学院声学研究所

摘要：本发明涉及水声通信数据处理技术领域，特别涉及一种基于双连通图的水声网络节点分簇方法及系统。该方法，包括：步骤1：建立水声网络的包含所有节点的全功率连通矩阵M和传播损失矩阵TL；步骤2：利用双连通图分割算法根据全功率连通矩阵M对节点进行分簇；步骤3：使割点处的节点全功率发射，降低其他节点的发射功率挡位，获得连通矩阵M’；步骤4：利用双连通图分割算法根据连通矩阵M’对节点进行分簇；步骤5：增补必要链路，更新连通矩阵M’并利用双连通图分割算法进行分簇；步骤6：将包含相同节点且包含的节点数量小于预设值的簇进行合并，获得最终分簇结果。本发明利用双连通图分割算法找到合理的双连通簇，建立起层次化的网络拓扑结构。

主权项：1.一种基于双连通图的水声网络节点分簇方法，包括：步骤1：建立水声网络的包含所有节点的全功率连通矩阵M和传播损失矩阵TL；步骤2：利用双连通图分割算法根据全功率连通矩阵M对节点进行分簇；步骤3：使割点处的节点全功率发射，并基于传播损失矩阵TL，降低其他节点的发射功率挡位，对全功率连通矩阵M进行更新，获得连通矩阵M’；步骤4：利用双连通图分割算法根据连通矩阵M’对节点进行分簇；步骤5：判断连通矩阵M’的连通性，如不满足预设连通要求，则增补必要链路，更新连通矩阵M’并利用双连通图分割算法进行分簇，直至连通矩阵M’满足预设连通要求，执行步骤6；否则直接执行步骤6；步骤6：将包含相同节点且包含的节点数量小于预设值的簇进行合并，获得最终分簇结果；所述步骤2、步骤4和步骤5中，利用双连通图分割算法进行分簇的步骤为：利用双连通图分割算法根据对应的全功率连通矩阵M或连通矩阵M’进行分簇，记得到的簇集合为CS1,CS2,…,CSd，割点集合为CN，其中，d为正整数；将不属于任何双连通簇集合的每个孤立节点，分别单独记为一个双连通簇集合CSd+1,CSd+2,…,CSD，其中，D为正整数，且D≥d，以完成分簇；所述步骤5中，增补必要链路，更新连通矩阵M’并分簇具体包括：设置预设传播损失比较值TLmin的初始值为∞，遍历所有包含节点数量最少的簇，其中，对于每个包含节点数量最少的簇CSx，其中，X∈[1,D]，均执行以下步骤：包含节点数量最少的簇CSx中的每一个节点记为节点P，簇CSx外的每一个节点记为节点Q；对于每一个节点P和节点Q均执行以下操作：如果全功率连通矩阵中M的元素mPQ与连通矩阵M’中的元素m’PQ相等或者mPQ＝0且m’PQ＝1，不执行操作继续遍历；如果mPQ＝1且m’PQ＝0，比较传播损失矩阵TL中的元素tlPQ与预设传播损失比较值TLmin，当tlPQTLmin，将预设传播损失比较值TLmin赋值为tlPQ，将当前节点P记为最短链路的起始节点S，当前节点Q记为该最短链路的终止节点Z，继续执行遍历，当tlPQ≥TLmin，不执行操作继续遍历；完成遍历后，对于所有最短链路的起始节点S和对应的终止节点Z，在连通矩阵M’中的将元素m’SZ赋值为1，m’ZS赋值为1；分别调节起始节点S和终止节点Z的发射功率挡位；利用双连通图分割算法根据增补链路后的连通矩阵M’进行分簇。

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