[發明專利]基于臨空信息網的時延約束路由方法及裝置

在審

• 申請號: 201810643231.2
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108881009A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 張濤;劉雪飛;張詠
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/721;H04L12/727;H04L12/26
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 羅英;劉芳

本發明提供一種基于臨空信息網的時延約束路由方法及裝置，根據網絡中各節點之間的連接信息或距離信息，確定第一集合，第一集合中包括至少一個備選路徑的路由信息，路由信息包括備選路徑對應的備選節點；針對第一集合中的每個備選路徑，根據備選路徑對應的綜合時延，以及當前節點與備選節點之間鏈路的丟包率，獲取備選路徑對應的時延因子；將第一集合中時延因子最小的備選路徑對應的備選節點，作為當前節點的下一跳節點，將當前節點的待發送數據發送給備選節點。由于在選擇備選節點時，考慮了備選路徑的綜合時延以及當前節點與備選節點之間的鏈路丟包率，能夠保證最終選擇的路徑為時延較小且鏈路穩定的路徑，從而改善網絡的投遞率和端到端的時延。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種基于臨空信息網的時延約束路由方法及裝置。

背景技術

在一些特定網絡環境下，會經常出現網絡斷開的現象，導致不能確保數據端到端的傳輸，這類網絡被稱為時延容忍網絡(Delay Tolerant Networks，DTN)。DTN網絡通常具有高動態性的特點，例如：臨空信息網屬于一種典型的DTN網絡，用于對列車進行實時監控和預警的天臨空地車一體化網絡。

臨空信息網包括浮空器、無人機、地面中心三類節點。其中，地面中心和浮空器為靜態節點，地面中心為設置于地面的控制中心，浮空器可以設置于20km高度的空中。無人機節點為高動態節點，其運行軌跡與列車的運行軌跡一致。無人機節點實現對列車進行信息采集和探測的任務，并將采集的數據直接發送到地面中心節點，或者，通過一個或多個中繼節點轉發到地面中心節點。其中，中繼節點可以為浮空器節點或者其他無人機節點。

由于臨空信息網的高動態性會造成網絡拓撲變化頻繁，使得傳統網絡的路由方法無法適用于臨空信息網。相關技術中，可以采用接觸圖路由(Contact Graph Routing，CGR)算法來計算路由。CGR算法中，由當前節點確定下一跳節點時，首先根據網絡中節點之間的連接信息確定出若干個備選節點，然后選擇對應的路徑最短的備選節點作為下一跳節點進行數據轉發。

然而，由于臨空信息網中浮空器節點覆蓋范圍很大，與其他節點連接機會多且連接穩定，采用上述的CGR算法確定路由時，會使得很多數據在浮空器節點進行排隊轉發，導致數據轉發時延較大。

發明內容

本發明提供一種基于臨空信息網的時延約束路由方法及裝置，根據預知的節點之間的連接信息計算路由，通過預估對多條備選路徑的時延因子，選擇時延因子最短的備選路徑，從而可以降低網絡的傳輸時延。

第一方面，本發明提供的基于臨空信息網的時延約束路由方法，包括：

根據網絡中各節點之間的連接信息或距離信息，確定第一集合，所述第一集合中包括至少一個備選路徑的路由信息，所述路由信息包括所述備選路徑對應的備選節點；其中，每個所述備選路徑用于指示由當前節點通往目標節點的一條路徑，所述備選節點用于指示所述備選路徑中當前節點的下一跳節點；

針對所述第一集合中的每個所述備選路徑，根據所述備選路徑對應的綜合時延，以及當前節點與備選節點之間鏈路的丟包率，獲取所述備選路徑對應的時延因子；

將所述第一集合中時延因子最小的備選路徑對應的備選節點，作為當前節點的下一跳節點，將當前節點的待發送數據發送給所述備選節點。

可選的，所述備選路徑的綜合時延包括下述時延中的一種或其組合：傳輸時延、等待時延和排隊時延；

其中，所述傳輸時延用于指示待發送數據從當前節點沿所述備選路徑發送至目標節點所需的傳輸時間；所述等待時延用于指示當前節點向所述備選路徑中的備選節點轉發數據之前所需的等待時間；所述排隊時延用于指示當前節點向所述備選路徑中的備選節點轉發數據時所需的排隊時間。

可選的，所述獲取所述備選路徑對應的時延因子之前，還包括：

預測當前節點與備選節點之間鏈路的緩存數據量；