[發(fā)明專利]一種分布式環(huán)境中基于隨機游走消息包的資源預發(fā)布方法

無效

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• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN103686664A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 周余;于耀;都思丹;宋宇;王自強;袁杰;李楊;趙康鏈;王研
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04W8/00
• 分類號: H04W8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域：

本發(fā)明涉及無線通信技術領域，是一種分布式環(huán)境中基于隨機游走消息包的資源預發(fā)布方法。

二、背景技術：

資源預發(fā)布(Resource?Replication)方法，近年來逐漸成為在分布式環(huán)境下研究最為廣泛的領域之一。當用戶在一個分布式的環(huán)境中，譬如Peer-to-Peer(P2P)網(wǎng)絡、無線自組織網(wǎng)絡、以及無線傳感器網(wǎng)絡等等，需要向其他用戶提供各種應用下的資源(譬如數(shù)據(jù)、服務等)時，能夠通過資源預發(fā)布向整個分布式網(wǎng)絡預發(fā)布資源副本。譬如在無線自組織網(wǎng)絡中，自組織節(jié)點在這一高動態(tài)性的環(huán)境下能夠利用資源預發(fā)布在網(wǎng)絡帶寬浮動較頻繁、無線連接不穩(wěn)定、網(wǎng)絡分割不可預測的情況下，保障資源的可訪問性、有效性以及可靠性。

在多種分布式環(huán)境中，大量研究提出了各種各樣的資源預發(fā)布方法。有的旨在應對無線自組織網(wǎng)絡下有限的可供給能量，能量消耗必須最大程度得到重視，從而提出的最小化無線自組織網(wǎng)絡中節(jié)點的能量消耗的方法。有的研究則側(cè)重于無線自組織網(wǎng)絡中，高穩(wěn)定性資源預發(fā)布方法，實質(zhì)上是在忽略那些穩(wěn)定度較低的無線連接的情況下進行資源預發(fā)布。另一些研究所提出的預發(fā)布方法則集中于提升無線自組織網(wǎng)絡中資源預發(fā)布方法的性能。這些方法都是根據(jù)其應用領域的不同，從而提出的應對不同需求的全局目標資源分布。無一例外，這些分布當中，都需要引入對全局信息的考慮。

然而，需要注意的是，在分布式環(huán)境這一缺乏骨干架構以及專屬中央服務器的環(huán)境，資源預發(fā)布方法難以通過專屬的服務器收集的全局信息。從而為在各種應用需求下實現(xiàn)全局目標資源預發(fā)布引入了很強的約束。顯而易見，由在分布式環(huán)境中部署一個專屬的服務器從而為所有自組織節(jié)點收集和維護全局信息是不現(xiàn)實的；另一方面，在資源預發(fā)布時，通過向整個網(wǎng)絡泛洪查詢消息又需要付出過多的代價。因此，本發(fā)明提出了一種分布式的資源預發(fā)布方法，該方法用于在沒有全局信息支持條件下，逼近全局最優(yōu)資源預發(fā)布，以滿足各種應用下的需求。

三、發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提出了一種基于M-H(metropolis-hastings)方法實現(xiàn)在缺乏全局信息的情況下，分布式的逼近全局目標資源分布的資源預發(fā)布方法。在本方法中，每次預發(fā)布采用一個隨機游走消息包，通過若干次轉(zhuǎn)發(fā)，尋找資源副本的最佳持有者。每一次轉(zhuǎn)發(fā)依靠一個基于M-H方法構建的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣實現(xiàn)。該方法的具體描述如下。

給定全局最優(yōu)目標預發(fā)布的資源副本分布，并且能統(tǒng)一表示成以下形式：

pi=LiG---(1)]]>

這里的L_i為節(jié)點i的本地信息，節(jié)點i可直接獲取；而G是全局信息，通常需要整個無線自組織網(wǎng)絡的信息聚合而成。本節(jié)所提出的方法的目標，即是在缺乏全局信息G的情況下，達到任意給定的可表示為上述形式的給定式所表示的最優(yōu)目標預發(fā)布的資源副本分布。本發(fā)明僅僅利用本地信息，基于M-H方法構建一個離散馬爾科大鏈。

一旦某個資源需要預發(fā)布，則通過在這一馬爾科大鏈上發(fā)布隨機游走消息包，將該游走停止的位置作為資源副本的持有者，最終資源副本分布將逼近全局目標分布。在該馬爾科大鏈中，馬爾科大鏈狀態(tài)代表分布式網(wǎng)絡中各種節(jié)點，其一步轉(zhuǎn)移概率為：