[發明專利]一種文件協同下載方法及系統

有效

• 申請號: 201410852459.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104618447B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 芮蘭蘭;郭少勇;張興;邱雪松;李文璟
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種文件協同下載方法，其特征在于，包括：

第一節點向多個鄰居節點發送協同發現請求報文，以及接收一個以上的鄰居節點根據所述協同發現請求報文發送的響應報文；

所述第一節點根據所述響應報文，獲取發送所述響應報文的鄰居節點的標識，向與所述鄰居節點的標識對應的鄰居節點發送測試文件下載請求報文；

在至少一個鄰居節點根據所述測試文件下載請求報文下載測試文件后，所述第一節點接收一個以上的鄰居節點發送的測試文件下載響應報文；

所述第一節點從發送所述測試文件下載響應報文的鄰居節點中選擇預設N個鄰居節點作為協同節點，并與所述協同節點交互完成文件下載；

其中，所述第一節點向多個鄰居節點發送協同發現請求報文包括：

第一節點向多個鄰居節點發送協同發現請求報文PDREQ，所述PDREQ包括源節點地址SR、請求標識REQID以及請求廣播范圍RBR；

相應地，接收一個以上的鄰居節點根據所述協同發現請求發送的響應報文，包括：

在鄰居節點接收到第一節點發送的PDREQ之后，鄰居節點比較該PDREQ中的REQID值與本地保存的REQID值的大小，在確定本地保存的REQID值小于該PDREQ中的REQID值，且節點當前剩余電量大于第一閾值、節點當前網絡負載小于第二閾值時，向第一節點發送響應報文PDREP，第一節點接收該鄰居節點發送的響應報文PDREP，所述PDREP包括節點地址PR、響應標識REPID和源節點地址SR；

其中，當某個鄰居節點接收到第一節點發送的PDREQ時，該鄰居節點判斷RBR值是否大于0，若大于0，則該鄰居節點將該PDREQ中的RBR值減1，并將該PDREQ發生給該鄰居節點的多個鄰居節點；

所述第一節點根據所述響應報文，獲取發送所述響應報文的鄰居節點的標識，向與所述鄰居節點的標識對應的鄰居節點發送測試文件下載請求報文包括：

第一節點根據所述響應報文，獲取發送所述響應報文的鄰居節點的標識，向與所述鄰居節點的標識對應的鄰居節點發送測試文件下載請求報文FDREQ；所述FDREQ包括文件位置FL、下載字節范圍DBR、源節點地址SR、請求標識FDREQID以及標志位Flag；其中，測試文件下載請求報文的Flag為0；

其中，第一節點與所述協同節點交互完成文件下載包括：

在每個協同節點接收到第一節點發送的標志位為非0的FDREQ之后，每個協同節點使用各自的蜂窩數據網向外部服務器請求要下載的文件片段，其中每個協同節點需要下載的文件片段范圍由下式確定，其中L_f為第一節點需要協同下載的文件長度，L_j為每個協同節點應該下載的文件長度，u_j為每個協同節點的效用值，m為協同節點的個數；

當協同節點下載完畢后將文件片段通過無線連接傳輸至第一節點。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在至少一個鄰居節點根據所述測試文件下載請求報文下載測試文件后，所述第一節點接收一個以上的鄰居節點發送的測試文件下載響應報文包括：

在至少一個鄰居節點根據所述測試文件下載請求報文下載測試文件之后，至少一個鄰居節點向第一節點發送測試文件下載響應報文FDREP，所述第一節點接收一個以上的鄰居節點發送的測試文件下載響應報文FDREP，所述FDREP包括下載測試文件所用時間t、節點當前剩余電量r以及節點地址PR。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一節點接收一個以上的鄰居節點發送的測試文件下載響應報文還包括：

第一節點在接收所述一個以上的鄰居節點發送的FDREP時，第一節點記錄每個節點到第一節點的傳輸延時t_d。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一節點從發送所述測試文件下載響應報文的鄰居節點中選擇預設N個鄰居節點作為協同節點包括：

第一節點根據發送所述測試文件下載響應報文的鄰居節點中的每個節點下載測試文件所用時間t、節點當前剩余電量r以及節點到第一節點的傳輸延時t_d，采用遺傳算法從發送所述測試文件下載響應報文的鄰居節點中選擇預設N個鄰居節點作為協同節點。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一節點根據發送所述測試文件下載響應報文的鄰居節點中的每個節點下載測試文件所用時間t、節點當前剩余電量r以及節點到第一節點的傳輸延時t_d，采用遺傳算法從發送所述測試文件下載響應報文的鄰居節點中選擇預設N個鄰居節點作為協同節點包括：

S11.種群初始化：將發送所述測試文件下載響應報文的鄰居節點添加到集合J中，初始化染色體種群個數為N₁，其值為 集合J中節點的個數，每條染色體含有的基因個數n∈[1，N₁]且n均不相同，每條染色體內所含節點不重復，以每條染色體中所包含的基因序列作為要選擇的協同節點集合；

S12.評價：適應度值為染色體內所含節點從下載到傳輸測試文件分片到第一節點所需的最大時間，此步驟分為以下三個子過程：

S121.計算J內的每個節點的效用值u_i，效用值u_i的計算如下：

u_i＝w_s·s_i+w_r·r_i

s_i表示節點i當前的下載速度，根據節點i下載測試文件所需時間t_i以及所下載測試文件長度l計算得出，w_s表示節點下載速度所占的權重，r_i為節點當前剩余電量，w_r為節點剩余電量權重，w_s+w_r＝1，w_s、w_r>0；

S122.在效用值u_i的基礎上計算每個節點應該下載的文件長度L_i，如下:

這里L表示第一節點需要下載的文件的長度，n是當前染色體內所含節點的個數；

S123.根據s_i，L_i，t_d估算出每個節點各自的T_i，T_i表示節點i從下載到傳輸文件分片到第一節點所需要的時間，取max{T₁,T₂....T_n}作為當前染色體的適應度值；

S13.交叉，使用單點交叉來產生兩條新的染色體；

S14.變異；

S15.精英保留策略：引入精英保留策略來保存當前最優的個體到下一代中；

S16.終止條件：給定預設迭代次數作為算法結束的條件。