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龙图腾网获悉吉林建筑大学申请的专利一种基于动态阈值与能效因子的自适应分簇路由方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120812698B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511301637.9，技术领域涉及：H04W40/32；该发明授权一种基于动态阈值与能效因子的自适应分簇路由方法是由杨刚刚;迟耀丹;王俊喜设计研发完成，并于2025-09-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于动态阈值与能效因子的自适应分簇路由方法在说明书摘要公布了：本发明适用于无线传感器网络领域，提供了一种基于动态阈值与能效因子的自适应分簇路由方法，包括以下内容：簇建立阶段：此阶段的任务是选举簇头并完成簇的构建；自适应数据传输阶段：在簇结构建立完毕后，网络进入稳定数据传输阶段，此阶段包括两个层面；一是簇内成员节点依据簇内自适应传输策略向其归属簇头传输采集到的数据；二是各簇头将其汇总融合后的数据，通过簇间自适应路由策略逐跳或直接传输至基站。本发明显著延长网络整体生命周期，大幅提升网络能量利用效率与负载均衡性，增强网络运行的稳定性和数据采集的可靠性，提高网络对动态变化的自适应能力。

本发明授权一种基于动态阈值与能效因子的自适应分簇路由方法在权利要求书中公布了：1.一种基于动态阈值与能效因子的自适应分簇路由方法，其特征在于，所述方法包括； 簇建立阶段：此阶段的任务是选举簇头并完成簇的构建； 自适应数据传输阶段：在簇结构建立完毕后，网络进入稳定数据传输阶段，此阶段包括两个层面： 一是簇内成员节点依据簇内自适应传输策略向其归属簇头传输采集到的数据； 二是各簇头将其汇总融合后的数据，通过簇间自适应路由策略逐跳或直接传输至基站； 在自适应数据传输阶段中，簇成员节点在其被分配的数据上传时隙内，向其归属簇头发送采集到的数据时，执行如下簇内自适应传输策略： S1.1、传输模式初步判断：首先计算其与的直线距离，若直线距离小于或等于预设的簇内直传阈值，则判断直接单跳传输为当前最优模式，并准备将数据直接发送至； S1.2、多跳中继可行性评估与最优中继选择：若直线距离大于直传阈值，则启动多跳中继传输的评估和选择机制，为此，获取其通信范围内的、且同属于的其他成员节点的状态信息；随后，对每一个潜在的中继节点计算其簇内中继评分函数，该簇内中继评分函数通过加权组合的方式，集成了路径的理论节能潜力与潜在中继节点自身的能量状态，簇内中继评分函数定义如下： ； ； 其中，分值越高，表明选择节点作为中继的综合效益越优，因此，将选择能使其值最大的邻居作为下一跳的最优中继节点，为经由节点中继的相对节能因子，、和为比例系数，、和分别为当前节点到簇头、当前节点到潜在的中继节点、潜在的中继节点到簇头的距离；的值当大于0时表明通过中继传输是节能的，为潜在的中继节点的剩余能量，为初始能量，与为权重系数； S1.3、中继转发、数据压缩与迭代决策：将数据发送至选定的最优中继节点，最优中继节点在成功接收数据后，首先对数据执行压缩操作以减小数据包体积；完成压缩后，最优中继节点作为新的数据持有者，重复执行步骤S1.1和S1.2的决策流程：即判断其自身与归属簇头的距离是否满足直传条件，或者是否需要再次通过最大化其自身的值来选择下一个更优的中继节点进行进一步转发；此迭代中继过程持续进行，直至数据最终被成功传送至；如果在任何一次决策中，当前持有数据的节点未能找到任何能使其值指示明确节能效益的有效中继，则该节点将放弃多跳中继，转而选择直接向传输数据； 融合了簇内相对节能因子以及候选该中继节点的剩余能量，综合了通过该中继传输的相对节能潜力和中继节点的剩余能量，数据在中继过程中会被压缩，然后由中继节点重复此决策过程，直至数据送达簇头； 簇间自适应路由策略： S2.1、核心决策参数的建立与释义：簇间路由模式的选择和下一跳中继簇头的确定，首要依据是当前簇头与基站BS之间的直线距离；同时，引入一个能效切换临界距离系数，此系数与无线通信能耗模型中的特征切换距离相结合，用于计算一个核心的簇间传输距离阈值，计算公式为；构成了区分短距离直接传输与中等距离多跳传输的初步能效边界；此外，还引入了一个长距离路由策略启动阈值； S2.2、基于距离分区的多模式自适应路由策略与执行流程：根据源簇头与基站BS的当前距离相对于阈值和的关系，动态激活以下三种路由模式之一： S2.2.1、短距离路由模式，即：若与BS的距离不大于阈值，则协议判断直接单跳传输至BS为当前能耗最低且最可靠的方式，将直接把数据包发送给BS； S2.2.2、中等距离路由模式，即：若与BS的距离处于此范围，协议将优先尝试通过选择一个最优的下一跳中继簇头来进行双跳或有限多跳的节能传输；为实现此目的，源簇头主动广播查询消息，以获取其通信范围内的其他候选簇头的当前状态；最优中继簇头的选择是基于对所有潜在候选者计算其簇间中继评分函数，并选取使评分值最大的一个，簇间中继评分函数定义如下： ； ； 其中，为表示候选中继簇头的最终“簇间中继评分”，分值越高，说明选择k作为中继越有利，为经由节点中继的相对节能因子，、和分别为源簇头到基站、中继簇头到基站、源簇头到中继簇头的距离；的值当大于1时表明通过中继簇头传输是节能的，为中继簇头的剩余能量，为其余簇头的能量，与为权重系数；为自由空间传播模型的功率放大器系数，为多径衰落传播模型能耗的功率放大器系数； S2.2.3、长距离路由模式，即：若源簇头与BS的距离达到或超过；此时，协议将激活一种迭代式多跳路由机制，并引入“虚拟基站”概念来优化远距离路径的逐跳转发决策；在此机制下，源簇头在选择其下一跳中继时，其目标参照点不再是基站BS，而是动态地设定为一个更近的“虚拟基站”VBS的位置；VBS的位置是根据源簇头和基站BS的坐标动态计算得出，设定在与基站BS两者连线的中点，使得VBS作为一种逐步“逼近”基站BS的临时目标；下一跳中继簇头的选择依据仍然是最大化基于此动态计算出的VBS作为目标计算得到的值，此时公式中的指当前簇头到VBS的距离；数据包被发送至选定的下一跳中继簇头后，该中继簇头将成为新的数据源节点；会重新评估其自身与基站BS的距离：如果仍然满足，将重复此VBS定位和基于新VBS的下一跳选择过程；如果其与基站BS的距离已经进入中等距离或短距离范围，则它将切换至对应模式的路由策略进行后续传输；此迭代选择和转发的过程持续进行，直至数据抵达基站BS。

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