[發(fā)明專利]一種基于投遞率約束的面向移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711326501.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN107995666B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小明;趙若男;張立臣;郝飛;王亮;李鵬;林亞光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/10
• 分類號(hào): H04W40/10;H04W40/18;H04L12/733;H04L12/725;H04W40/12;H04W40/14
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本公開涉及一種基于投遞率約束的面向移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由方法，所述方法通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同協(xié)作來(lái)保證數(shù)據(jù)包的投遞率需求，只有當(dāng)周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)能夠完成一定的數(shù)據(jù)投遞率需求時(shí)，才進(jìn)行數(shù)據(jù)廣播，否則等待以后會(huì)遇到更優(yōu)的鄰居節(jié)點(diǎn)從而減少數(shù)據(jù)廣播次數(shù)，進(jìn)而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期。通過(guò)在每次數(shù)據(jù)廣播后設(shè)置只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有再次轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的能力，從而有效限制了數(shù)據(jù)包副本的數(shù)量，節(jié)省了能量消耗，同時(shí)在每次數(shù)據(jù)廣播后，考慮了無(wú)線信道質(zhì)量對(duì)數(shù)據(jù)接收率的影響，從已成功接收數(shù)據(jù)包的鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，可有效減少數(shù)據(jù)重傳次數(shù)，并充分利用已接收的所有節(jié)點(diǎn)所帶來(lái)的投遞率提高的優(yōu)點(diǎn)，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是一種在面向移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，在滿足投遞率約束的情況下，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教囟ǖ乩韰^(qū)域的路由方法。

背景技術(shù)

目前，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的高效數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制面臨著諸多挑戰(zhàn)，主要包括：(為簡(jiǎn)化起見，下文將交替使用用戶、節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)智能設(shè)備)首先，節(jié)點(diǎn)的能量(即設(shè)備的電池電量)往往有限，并且發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)需要消耗一定的能量，從而限制了其數(shù)據(jù)傳輸能力，進(jìn)而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存期。其次，一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的方式是無(wú)線廣播方式，其往往面臨時(shí)刻變化的無(wú)線信道質(zhì)量，可能使得提前確定的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)無(wú)法正常接收數(shù)據(jù)，進(jìn)而需要再次傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)一步增加了能量消耗，延長(zhǎng)了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，縮短了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存期。再次，在移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，人們往往是移動(dòng)的，導(dǎo)致一個(gè)節(jié)點(diǎn)在不同時(shí)刻可能面臨不同的節(jié)點(diǎn)，也可能在某些時(shí)間是孤立的，這增加了設(shè)計(jì)高效數(shù)據(jù)路由方法的難度。最后，由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間或者節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)地理區(qū)域之間的相遇關(guān)系往往具有時(shí)變性和隨機(jī)不確定性，進(jìn)一步增加了設(shè)計(jì)高效數(shù)據(jù)路由方法的難度。因此，研究如何在移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效的傳輸?shù)教囟ǖ乩韰^(qū)域的高效數(shù)據(jù)路由方法，以滿足數(shù)據(jù)投遞率約束、減少數(shù)據(jù)重傳次數(shù)、均衡能量消耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

從現(xiàn)有的研究成果上看，當(dāng)前的面向移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由方法一般采用基于最優(yōu)化的方法、基于能耗均衡、基于社會(huì)性感知的方法。其中，基于最優(yōu)化的數(shù)據(jù)路由方法首先評(píng)價(jià)周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)并按照某種標(biāo)準(zhǔn)選取最優(yōu)的中繼節(jié)點(diǎn)并將數(shù)據(jù)傳輸給該節(jié)點(diǎn)，該方法的最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)往往具有一定的局限性，且由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性而容易導(dǎo)致局部最優(yōu)而全局較差的缺點(diǎn)；基于能耗均衡的方法往往只考慮了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和周圍鄰居節(jié)點(diǎn)的剩余能量，一般選擇鄰居節(jié)點(diǎn)中剩余能量較多的節(jié)點(diǎn)，而沒有考慮節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性和無(wú)線信道的不穩(wěn)定性，也容易使數(shù)據(jù)路由方法陷入局部最優(yōu)而縮短網(wǎng)絡(luò)生存期；而基于社會(huì)性感知的數(shù)據(jù)路由方法依據(jù)節(jié)點(diǎn)的社會(huì)性度量，將節(jié)點(diǎn)向社會(huì)性度量值高的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，以期望盡快遇到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，但高社會(huì)性度量值的節(jié)點(diǎn)的能量消耗往往比較大，限制了方法的實(shí)用性。由此可見，當(dāng)前的面向移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由方法，存在著能量消耗不均衡、數(shù)據(jù)投遞率無(wú)保證、網(wǎng)絡(luò)生存期較短等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本公開提供了一種基于投遞率約束的面向移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由方法，該方法能高效地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教囟ǖ乩韰^(qū)域，在數(shù)據(jù)路由決策過(guò)程中充分考慮無(wú)線信道質(zhì)量、能量均衡、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性和延遲決策等因素，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的高效數(shù)據(jù)路由。本公開的技術(shù)方案具體如下。

一種基于投遞率約束的面向移動(dòng)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由方法，所述方法包括下述步驟：

S100、獲取當(dāng)前節(jié)點(diǎn)攜帶的數(shù)據(jù)包的投遞率需求值，將該投遞率需求值記作第一投遞率需求值；

S200、若第一投遞率需求值大于零，獲取能夠滿足的第二投遞率需求值；

所述第二投遞率需求值為節(jié)點(diǎn)集合中的節(jié)點(diǎn)能夠使所述數(shù)據(jù)包滿足的投遞率需求值，并且該節(jié)點(diǎn)集合中的節(jié)點(diǎn)是當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在非目標(biāo)區(qū)域遇到的鄰居節(jié)點(diǎn)；

S300、若能夠滿足的第二投遞率需求值滿足投遞條件，則向所述鄰居節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)包；