[發明專利]一種機會網絡下的數據傳輸方法

無效

• 申請號: 200810056948.3
• 申請日: 2008-01-28
• 公開（公告）號: CN101222438A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 牛建偉;周航;孫利民
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于通信領域，涉及一種數據傳輸方法，具體涉及一種機會網絡下的數據傳輸方法。

背景技術

機會網絡(opportunistic?networks)是近年來出現的一種新型網絡類型。在機會網絡中，網絡節點被分割成多個孤立的連通區域，源節點和目的節點之間可能不存在一條端到端的路徑，節點移動使得節點與其它節點相遇而形成通信機會，數據隨著節點的移動和在移動節點之間的轉發而實現傳輸。這類網絡的特點是雖然傳輸延遲較大，但數據傳輸成本低，特別適用在不易架設網絡基礎設施的環境。目前有很多應用容忍大的延遲，如非實時感知數據的收集、e-mail、圖片和文件上傳等應用。

機會網絡從DTN網絡(Delay?Tolerant?Network)發展而來。DTN網絡是指能夠容忍較大延時的網絡，它起源于星際互連網絡IPN(Inter?PlanetaryNetworks)。DTN網絡由多個獨立的互聯網絡組成，每個獨立的互聯網絡被稱為DTN域，分別運行自己的通信協議，各個DTN域之間存在預期或隨機的通信機會，由DTN網關負責它們之間的互連。相對于DTN網絡，機會網絡更為強調通過節點移動而形成的節點之間的通信機會，從而能夠為原本非連通的區域提供數據傳輸服務。

機會網絡的應用場景主要有自組車載網絡，野生動物監測網絡，農村地區以及游牧民族的Internet接入服務，軍事戰場網絡等。目前機會網絡下的數據傳輸算法主要分為兩種：

1)基于復制的傳輸策略

機會網絡具有傳輸鏈路不穩定的特點，通常情況下傳輸成功率較低。這類傳輸策略利用同一份消息在網絡內散布多個拷貝的方法來增大傳輸成功率，減少網絡傳輸延時。這類策略的代表算法有Epidemic、Spray?and?Focus，主要缺陷是網絡負載較大。

2)基于感知信息的傳輸策略

當移動設備進入可通信范圍時，該類策略通過收集和記錄一些相對位置信息、能量信息、速度信息等感知信息，來預測移動設備和目標移動設備相遇的可能性。當進行數據傳輸時，將消息轉發給和目標移動設備相遇概率更大的移動設備。這種策略的典型代表是utility-based算法，它雖然從一定程度上提高了傳輸成功率和傳輸時延，但是傳輸時延仍然較大，不能滿足大多數應用場景的要求。

發明內容

本發明提出了一種機會網絡下的數據傳輸方法。在網絡局部區域拓撲較穩定的情況下，本方法采用一種由移動設備自組建立連通域的策略輔助路由。若擁有消息的移動設備和連通域內任意移動設備相遇時，可以迅速將消息轉發給連通域內最有可能和目標設備相遇的移動設備，從而很大程度上減少了傳輸時延。同時，在數據傳輸過程中，本方法將基于復制和基于感知信息的傳輸策略結合起來，根據感知到的網絡狀況信息，動態地調整數據的復制和轉發條件，在保證一定傳輸成功率的情況下，減小了數據傳輸過程中移動設備的能耗和網絡負載，提高了移動設備間的轉發效率，增強了機會網絡技術的實用性。

本方法一種機會網絡下的數據傳輸方法，包括如下步驟：

步驟1：感知信息收集。每個移動設備不斷地、周期性地發送探測包，同時接收其它移動設備的探測包，并對接收的探測包進行統計和記錄，計算設備的效用值，得到設備的感知信息表。

步驟2：根據感知的網絡狀況信息，判斷鄰近區域內的網絡拓撲變化狀況。當各鄰居設備拓撲變化較穩定時，當前設備發出連通域建立請求來自組連通域，其鄰居設備將計算與域頭設備的本次相遇時長來判斷是否加入連通域以及轉發建立請求。若鄰居設備加入連通域，則將其效用值表和路徑信息發送給域頭設備，域頭設備計算域內效用表和域內路徑表，并發送給域內其余設備，以輔助數據傳輸；否則轉到步驟3。

步驟3：數據源設備首先設置數據消息的拷貝上限并設置原始消息為種子消息，擁有種子消息的移動設備根據本身的感知信息不斷調整種子消息的拷貝上限，確定消息的復制狀態。若種子消息的已拷貝數小于拷貝上限，則設置該種子消息為允許拷貝狀態，否則，設置該消息為非拷貝狀態。

步驟4：擁有數據消息的移動設備周期性的發送效用值探測包，包內包含數據消息的目標地址。

步驟5：鄰居設備收到效用值探測包，若該設備是目標移動設備，則設置效用值為1并回復，此后擁有消息的移動設備將發送消息給該鄰居設備，并轉到步驟7；否則，若設備屬于連通域內移動設備，則將連通域效用值回復給擁有消息的移動設備；若設備不屬于連通域內移動設備，將感知信息表中的設備效用值打包成響應消息，回復給擁有消息的移動設備。