[發(fā)明專利]一種機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)收集方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910081465.3
• 申請(qǐng)日: 2009-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN101521955A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛建偉;周航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W84/18
• 分類號(hào): H04W84/18;H04L12/56
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所
• 代理人: 周長(zhǎng)琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種數(shù)據(jù)傳輸方法，具體涉及一種機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)收集方法。

背景技術(shù)

機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)是由于節(jié)點(diǎn)密度稀疏，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性較快等原因，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被分割成多個(gè)孤立的連通區(qū)域，源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間可能不存在一條端到端的路徑，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)使得節(jié)點(diǎn)與其它節(jié)點(diǎn)相遇而形成通信機(jī)會(huì)，數(shù)據(jù)隨著節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)和在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)發(fā)而實(shí)現(xiàn)傳輸。

機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)有許多具體的應(yīng)用場(chǎng)景，如星際網(wǎng)絡(luò)，野生動(dòng)物檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，軍事戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，自組織車載網(wǎng)絡(luò)等。在這種網(wǎng)絡(luò)背景下的數(shù)據(jù)收集問(wèn)題，一直都是國(guó)內(nèi)外的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

在城市區(qū)域背景下，隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的城市感知信息被不斷收集和利用，例如噪聲、空氣質(zhì)量等環(huán)保檢測(cè)信息，交通路況信息，甚至是手機(jī)圖片、博客等移動(dòng)服務(wù)信息。這類信息具有數(shù)據(jù)量大、延遲容忍的特點(diǎn)，適合于利用城市車輛組成的機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，滿足城市感知信息收集和統(tǒng)計(jì)的需要。

Spray系列傳輸方法主要指的是Spray?and?Wait算法和Spray?and?Focus算法，在Spray?and?Wait機(jī)制中，源節(jié)點(diǎn)使用消息的一個(gè)域指定允許的拷貝個(gè)數(shù)，并使用基于二叉樹的方法來(lái)產(chǎn)生消息拷貝。該機(jī)制由Spray階段和Wait階段兩個(gè)階段組成：Spray階段，假定節(jié)點(diǎn)當(dāng)前消息只允許產(chǎn)生L份拷貝，在遇到?jīng)]有緩存該消息的鄰居中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，將消息拷貝給鄰居節(jié)點(diǎn)，并將剩下的拷貝任務(wù)分成兩半，由該鄰居節(jié)點(diǎn)完成[(L-1)/2]部分，自身完成剩下的部分[(L-1)/2]，當(dāng)節(jié)點(diǎn)剩下一份拷貝任務(wù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)入Wait階段，等待轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。相比只允許源節(jié)點(diǎn)分發(fā)消息拷貝的2-HOP算法進(jìn)一步提高了傳輸性能。

Spray?and?Focus(SF)改進(jìn)了Spray?and?Wait(SW)中的Wait階段。Spray階段將消息分發(fā)到L個(gè)不同的中繼節(jié)點(diǎn)后，SW機(jī)制中L個(gè)不同的中繼節(jié)點(diǎn)將等待直到遇到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，而SF機(jī)制中，消息不斷從效用值低的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到效用值高的節(jié)點(diǎn)，直到遇到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)效用值在網(wǎng)絡(luò)分布適當(dāng)時(shí)，SF機(jī)制可極大降低網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)，提高傳輸成功率。在具體的實(shí)施過(guò)程中，一般將采集節(jié)點(diǎn)作為Spray方法中的信息源節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作為Spray方法的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

針對(duì)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)收集問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究人員提出了一些數(shù)據(jù)收集背景及方法，例如：DakNet是MIT?Media?Lab研究人員為印度落后農(nóng)村地區(qū)開發(fā)的，用來(lái)提供廉價(jià)Internet信息收集服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，DakNet網(wǎng)絡(luò)包括：部署在每個(gè)村莊具有存儲(chǔ)和短距離無(wú)線通信功能的kiosk設(shè)備，安裝在定期往返農(nóng)村和城鎮(zhèn)公交車輛上的MAPs(Mobile?Access?Points)設(shè)備，以及部署在城鎮(zhèn)連接到Internet的AP設(shè)備，這些設(shè)備都配備802.11無(wú)線接口。村民通過(guò)簡(jiǎn)易PDA設(shè)備把郵件和信息請(qǐng)求等數(shù)據(jù)通過(guò)Wi-Fi發(fā)送到kiosk設(shè)備，或從kiosk設(shè)備下載相應(yīng)的信息；往返農(nóng)村的公交車經(jīng)過(guò)kiosk設(shè)備附近時(shí)，MAPs從kiosk中下載數(shù)據(jù)或上傳上次請(qǐng)求的數(shù)據(jù)；當(dāng)公交車到達(dá)城鎮(zhèn)時(shí)，MAPs通過(guò)AP連接到Internet上進(jìn)行交換數(shù)據(jù)。DakNet通過(guò)MAPs與kiosk設(shè)備、AP設(shè)備之間的交替通信，為農(nóng)村提供了間歇性的廉價(jià)的Internet信息服務(wù)，但網(wǎng)絡(luò)延遲很大，DakNet適合一些能容忍延遲的服務(wù)，如email，政府公告等。類似系統(tǒng)還包括為芬蘭北部的游牧民族提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)的SaamiNetwork?Connectivity和為南非遙遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)提供Internet接入的Wizzy，Wizzy由一個(gè)攜帶大容量USB存儲(chǔ)設(shè)備的信使實(shí)現(xiàn)上述的MAPs功能。這些數(shù)據(jù)搜集方法都不能適用城市背景下大量感知信息收集的應(yīng)用場(chǎng)景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)收集方法。在信息發(fā)布階段，本發(fā)明采用采集節(jié)點(diǎn)周期性廣播，中間節(jié)點(diǎn)反饋的信息分發(fā)機(jī)制，提高了發(fā)布效率，并且提高了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的可控性。在信息的轉(zhuǎn)發(fā)和匯聚階段，本發(fā)明對(duì)不同的采集信息設(shè)定了不同的優(yōu)先級(jí)，并采用不同的消息轉(zhuǎn)發(fā)和緩沖區(qū)管理機(jī)制，總體上提高了信息收集的成功率，提高了機(jī)會(huì)網(wǎng)路下數(shù)據(jù)收集的實(shí)用性。

一種機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)收集方法，包括以下步驟：

步驟1：采集節(jié)點(diǎn)周期性的廣播具有時(shí)效性的感知信息，其中發(fā)布周期將根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信距離以及周圍車輛節(jié)點(diǎn)的平均車速設(shè)定；

發(fā)布周期設(shè)定計(jì)算中，發(fā)布周期T為