[發明專利]一種新型的機會網絡數據傳輸方法

無效

• 申請號: 201010523320.7
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN101977226A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 牛建偉;郭錦鎧;童超
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/58
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于通信領域，具體涉及一種新型的機會網絡數據傳輸方法。

背景技術

機會網絡是一種延時容忍網絡，其特點是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，數據傳輸采用“存儲-攜帶-轉發”的模式，利用節點移動形成的相遇機會進行數據轉發，直至遇到目的節點。

機會網絡有許多典型的應用場景，如星際網絡，野生動物檢測網絡，軍事戰場網絡，自組織車載網絡等。數據轉發是機會網絡組網的關鍵問題之一，所采用的高效的路由算法需要對每個消息確定合適的轉發節點和轉發時機。研究人員已經提出了許多算法，如EF(epidemicforwarding)算法，2-HOP算法，SW(Spray?and?Wait)算法，PROPHET，SF(spray?andfocus)算法等。EF算法中，每個節點都維護一個消息隊列，當兩個節點相遇時，相互轉發對方隊列中沒有的消息，隨著時間推移，消息就能夠被轉發給網絡中幾乎所有的節點，在不考慮資源消耗的情況下，EF算法理論上可以達到最佳的性能。但由于實際網絡節點的帶寬和緩存等資源有限，一旦網絡節點增多，算法性能因洪泛導致的擁塞會急劇下降，所以EF算法很少在實際中應用，一般用作衡量其他算法性能的基準。在2-HOP算法中，源節點將消息拷貝給最先遇到的L個轉發節點，然后再由這些節點攜帶消息在移動中轉發給目標節點，消息只能夠通過兩跳到達目標節點。SW算法在源節點指定消息允許的最大拷貝數L，并使用基于二叉樹的策略選擇L個轉發節點，算法由兩個階段組成：1)Spray階段。在該階段中，源節點A遇到B節點，A將消息拷貝給B節點，并將剩下的消息轉發拷貝任務一分為二，節點B完成節點A完成剩下的然后節點A和B各自按這一策略繼續轉發，直至所有攜帶此消息的節點都只剩下1份拷貝任務時，節點轉入Wait階段；2)Wait階段。在該階段中，攜帶有消息的節點等待直至遇到目標節點時把消息轉發給目標節點。相比只允許源節點分發消息拷貝的2-HOP算法，SW算法能夠更加快速地在網絡中“撒下”L份消息拷貝，減少了消息分發過程的時間。

另外一類算法則是基于相遇概率預測來選擇轉發節點，例如PROPHET和SF算法。在PROPHET算法中，每個節點都維持著與網絡內其他節點的下一次相遇概率，節點只有在遇到到達目標節點的概率比自身高的節點時，才將消息轉發給該節點。因此，PROPHET算法能有效地降低傳染轉發引起的擁塞。SF算法改進了SW算法的Wait階段，在Wait階段引入了效用值預測，消息不斷地從效用值低的節點轉發到效用值高的節點，直到遇到目標節點。當節點效用值在網絡分布適當時，SF算法可明顯提高網絡傳輸性能。

但上述算法僅考慮了節點之間下一次相遇的概率，沒有考慮下一次相遇的時間。PER(predict?and?relay)算法，根據節點移動具有的社會屬性，利用歷史移動數據同時預測節點之間的相遇時間和相遇概率，使得數據的傳輸延時進一步降低。但PER算法模型假定節點轉移是不需要時間的，即在瞬間完成，這顯然是與實際情況不相符合的。如果不考慮轉移時間，會嚴重影響建模的準確性，導致算法不能很好地應用于實際場景。

總之，上述算法均沒有考慮綜合利用相遇時間和多拷貝機制的優點，所以這類算法不能很好的應用在實際的機會網絡中。

發明內容

本發明針對現有機會網絡數據傳輸方法沒有綜合利用相遇時間和多拷貝機制，或者沒有考慮下一次相遇時間的問題，提出一種新型的機會網絡數據傳輸方法。該方法能夠準確地反映節點移動的社會特性，利用節點的歷史移動信息同時預測節點之間下一次的相遇時間和相遇概率，采用改進的Binary?Spraying策略設計多拷貝路由機制，綜合了基于復制和基于預測算法的優點，進一步提高了算法的傳輸成功率，并且能夠有效降低傳輸延時。

本發明一種新型的機會網絡數據傳輸方法，包括以下步驟：

步驟1：源節點y產生一個新消息m，同時給該節點y對應消息m生成一個標記值N，此時該源節點y為當前的攜帶消息m的節點。N表示該消息m需要復制轉發的總拷貝數，通過下面方程確定其初始值：