[發(fā)明專利]面向類型化資源的物聯(lián)網(wǎng)資源采集傳輸優(yōu)化系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710746795.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN107332721B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段玉聰;邵禮旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種面向類型化資源的物聯(lián)網(wǎng)資源采集傳輸優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)方法，使用傳感器網(wǎng)絡(luò)采集在特定場景下的以數(shù)據(jù)（Data_DIK）、信息（Information_DIK）和知識(shí)（Knowledge_DIK）這三種形式存在的資源，在物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)種將這些資源傳輸?shù)劫Y源處理平臺(tái)，為解決物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有限帶寬與海量資源傳輸需求的矛盾，通過比較直接傳輸資源和先處理后傳輸資源兩種傳輸方案的代價(jià)確定資源的傳輸方式，對(duì)資源的處理主要包括資源類型轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)在有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源下的動(dòng)態(tài)資源分配，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率和采集到的資源的傳輸效率，將傳感器分為數(shù)據(jù)傳感器、信息傳感器和知識(shí)傳感器，分別采集數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)這三種類型的資源，并將采集到的資源集合定義為RES:={RES_D, RES_I, RES_K }，每種資源的規(guī)模為Amt={Amt_D, Amt_I, Amt_K }，具體實(shí)現(xiàn)步驟為：

步驟1）獲取傳感器組采集到的數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)類型的資源實(shí)例集合RES；

步驟2）根據(jù)公式1和公式2計(jì)算直接傳輸和存儲(chǔ)資源集合RES的代價(jià)：

(1)

(2)

其中CostTR_D表示傳輸單位數(shù)據(jù)資源的原子代價(jià)，CostTR_I表示傳輸單位信息資源的原子代價(jià)，CostTR_K表示傳輸單位知識(shí)資源的原子代價(jià)，其中STCost_D表示存儲(chǔ)單位數(shù)據(jù)資源的原子代價(jià)，STCost_I表示存儲(chǔ)單位信息資源的原子代價(jià)，STCost_K表示存儲(chǔ)單位知識(shí)資源的原子代價(jià)；

步驟3）對(duì)RES中每個(gè)元素依次取Type_DIK中的值，計(jì)算資源類型轉(zhuǎn)換代價(jià)（CostMT）：

(3)

其中k表示進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的規(guī)模占資源原規(guī)模的比重，TCost表示單位資源類型轉(zhuǎn)換的原子代價(jià)，取值包括{TCost_D-D, TCost_D-I, TCost_D-K, TCost_I-D, TCost_I-I, TCost_I-K,TCost_K-D, TCost_K-I, TCost_K-K}；

步驟4）對(duì)每種情形，根據(jù)公式4計(jì)算資源類型轉(zhuǎn)換后的資源規(guī)模Amt’，然后計(jì)算類型轉(zhuǎn)換后的傳輸代價(jià)和存儲(chǔ)代價(jià)：

(4)

其中 表示單位資源類型轉(zhuǎn)換后的增量，取包括?Amt_D-D，?Amt_D-I，?Amt_D-K，?Amt_I-D，?Amt_I-I，?Amt_I-K，?Amt_K-D，?Amt_K-I，?Amt_K-K，表示從i類型資源進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的規(guī)模占原規(guī)模的比重；

步驟5）定義對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源利用的限制模型的目標(biāo)函數(shù)包含帶寬使用均衡度（UE_BW）和節(jié)點(diǎn)資源轉(zhuǎn)發(fā)的等待時(shí)間(WTime)兩個(gè)參數(shù)，其中帶寬使用均衡度為帶寬空閑率（IRate_BW）的方差，帶寬空閑率和帶寬使用均衡度的計(jì)算方式如公式5和6：

(5)

(6)

其中BW_ij表示從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的鏈路的帶寬，F(xiàn)_ij表示鏈路上的流量，l表示平均分組長度；

步驟6） 在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上資源轉(zhuǎn)發(fā)的等待時(shí)間包括轉(zhuǎn)發(fā)等待率（WRate）和等待均衡度（WEqu），等待均衡度為資源轉(zhuǎn)發(fā)等待率的方差，轉(zhuǎn)發(fā)等待率和等待均衡度可根據(jù)就公式7和8計(jì)算：

(7)

(8)

其中N_i表示第i個(gè)節(jié)點(diǎn)需轉(zhuǎn)發(fā)的資源的平均分組個(gè)數(shù)，H_i表示節(jié)點(diǎn)i的緩沖區(qū)長度；

定義網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為：

(9)

其中α和β分別表示帶寬使用均衡度和等待均衡度的權(quán)重系數(shù)，可通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練得出，F(xiàn)的值越小，表示網(wǎng)絡(luò)流量分布越均衡；

步驟7）計(jì)算直接傳輸資源和轉(zhuǎn)換資源類型后再進(jìn)行傳輸兩種方式是否均滿足帶寬、傳輸緩存等網(wǎng)絡(luò)資源限制；

若否，則選擇滿足的一種方式進(jìn)行資源處理，若均滿足，執(zhí)行下一步；

步驟8）根據(jù)公式10計(jì)算并比較直接傳輸資源和轉(zhuǎn)換資源類型后再進(jìn)行傳輸兩種方式的綜合代價(jià)（Total_Cost）：

(10)

其中表示資源傳輸代價(jià)和存儲(chǔ)代價(jià)之和占綜合代價(jià)的權(quán)重，表示資源類型轉(zhuǎn)換占綜合代價(jià)的權(quán)重；

步驟9）選擇綜合代價(jià)較小的方案傳輸和存儲(chǔ)資源集合。