[發明專利]一種泛在網絡群移動場景下的一般化移動性管理方法

在審

• 申請號: 201410220211.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103987015A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 鄭軍;陳仁鵬;陳碧威
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04L12/24
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術領域

本發明涉及無線通信網絡技術，尤其涉及一種泛在網絡群移動場景下的一般化移動性管理方法。

背景技術

泛在網絡環境下存在大量不同類型的移動終端節點。對于不同的應用場合，這些移動節點表現出迥異的移動特征，且在許多場合節點的移動是以群體的方式進行的，即所謂的群移動。不同的節點移動模型和移動性管理方法對網絡的設計性能具有不同的影響。在進行網絡設計和協議性能評價時，根據節點實際的移動軌跡來描述節點的移動性最為精確。但要通過實際運行，記錄節點的每一次移動軌跡來描述節點的整個移動規律是非常困難的。根據節點之間的移動相關性，目前用來描述節點移動特征的模型可以分為兩類：實體移動模型和群組移動模型。實體移動模型側重于反映各個節點互不相干的獨立移動，其單個節點的移動方式和狀態獨立于其它節點。因此，實體移動模型不能很好的反映具有群組移動特征的網絡。為了獲得最佳的網絡設計性能，在群移動場景下的移動性管理中，必須選擇合適的群移動模型。

群移動模型中，單個節點的移動方式和狀態依賴于群體內的其它節點。群移動模型側重群內節點的相對運動，而群與群之間的相對運動則體現個體節點移動的特征。相對于實體移動模型，群移動模型更能反映現實世界中大規模實體之間的運動關系。群移動模型能夠反映節點的移動特性和群體的行為特性，其中節點移動特性反映了移動實體的運動特性，包括移動節點的位置、速度和加速度隨時間變化的規律，而群體行為特性則描述了多個自治節點共同運動時，整體所表現出來的趨勢和特點，如群體節點的聚合、離散等行為。

群移動模型對泛在網絡的設計性能等具有很多的影響。目前較為廣泛應用的群移動模型主要有以下兩種：

1)參考點群組移動模型：每個群組都有一個邏輯中心，邏輯中心可以指定也可以完全隨機選擇，移動節點分布在邏輯中心的一定范圍內。邏輯中心的移動屬性定義了群組節點的移動方式，包括位置、速度、方向和加速度等。群組的移動軌跡和位移矢量由邏輯中心的移動軌跡和矢量提供。通常，邏輯中心采用實體移動模型。群組內每個節點都被分配一個參考點，參考點跟隨群組的移動而發生位置變化，節點自由分布在參考點周圍并獨立運動，參考點為節點提供配置參數。

2)參考速度群組移動模型：在一個群組中，節點的移動特征由速度V＝(V_x,V_y)描述，其中V_x和V_y分別為節點在x和y方向的分速度。每個群組都有一個特征組速度，組內移動節點的速度在特征組速度的小范圍內隨機變化。因此，特征組速度也是該群組的平均速度。節點的實際速度為特征組速度與節點自身速度偏差的矢量和。

然而，上述兩種群移動模型并不能完全反映實際中的群組移動特征。為了獲得最佳的網絡設計性能，有必要研究更符合實際的群移動模型以及更有效的移動性管理方法。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種泛在網絡群移動場景下的一般化移動性管理方法，該方法引入了一個角度代價函數來規范群體的形狀和群體內成員自身偏置速度的方向，同時該方法還考慮到成員間的距離限制，從而更符合實際地反映各種群體的移動性；本發明可用于泛在網絡各種群移動場景下的移動性管理。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種泛在網絡群移動場景下的一般化移動性管理方法，對群體形狀和大小進行一般化描述，可用于各種形狀移動群體的管理；該方法首先選擇簇頭并確定群體基本信息，然后由所選擇的簇頭向群體內的其它成員廣播群體基本信息，接著群體成員利用收到的群體基本信息以及自身的情況確定自己的速度；另外，簇頭可在任何時候根據群體任務需求的變化，調整群體的大小、形狀或速度，重新確定并廣播群體的基本信息；若群體需要分裂或合并，則重新選擇相應的簇頭，再由所選擇的簇頭確定并廣播新的基本信息。

上述方法具體包括如下過程：

(1)簇頭選擇過程：群體根據任務需求，利用現有的簇頭選擇方法選擇合適的簇頭，并通知群體成員；

(2)群體基本信息確定過程：簇頭根據群體任務需求確定群體的基本信息，包括群體的移動方向、基本速度、最大半徑、中心位置以及角度代價函數，然后周期地將群體的基本信息廣播給群體的各個成員；所述角度代價函數用于表示群體的形狀，并規范群體內成員自身偏置速度的方向；

(3)群體成員速度確定過程：簇頭按照群體基本速度移動，而群體其他成員根據收到的群體基本信息以及自身的情況，確定自己的移動速度；