[發(fā)明專利]一種基于社交特征的移動自組網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810864283.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109041163A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶軍;方乾
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H04W40/20
• 分類號: H04W40/20;H04W40/22;H04W40/32;H04W84/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐瑩

本發(fā)明公開了一種基于社交特征的移動自組網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括：根據(jù)各節(jié)點記錄歷史相遇記錄與地理位置信息，換分為若干個不同的社群，并計算節(jié)點到節(jié)點、社群之間的社交頻率；計算出社群內(nèi)節(jié)點社交活躍度、全局節(jié)點社交活躍度；以及將節(jié)點作為中繼節(jié)點，計算中繼節(jié)點到其他社群、到本社群內(nèi)的其他節(jié)點社交概率；在節(jié)點與節(jié)點相遇時，計算選擇作為中繼節(jié)點到達目的地的概率，并據(jù)此判斷是否將數(shù)據(jù)交付進行中繼：若高于節(jié)點直接到達目的地概率，則將數(shù)據(jù)傳遞給并傳輸至目的地；否則，繼續(xù)保持存儲數(shù)據(jù)，直到遇到下一個相遇節(jié)點。本發(fā)明降低了廣播的節(jié)點數(shù)目，提高信息傳輸?shù)某晒β屎徒档蛡鬏斨芯W(wǎng)絡(luò)資源的開銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于社交特征的移動自組網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，屬于移動自組網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著包括智能手機在內(nèi)的移動通信設(shè)備的快速普及，以攜帶近距離通信設(shè)備的“人”為主體的移動自組網(wǎng)絡(luò)更是廣泛出現(xiàn)于我們的生活之中，也得到了研究者們越來越多的關(guān)注。

移動自組網(wǎng)的一大特點是具有容遲性，即網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點間歇性鏈路聯(lián)通，具有高移動性與有限的緩存的機會網(wǎng)絡(luò)。由于節(jié)點通常攜帶包括藍牙、WiFi在內(nèi)的近距離無線通信設(shè)備，所以節(jié)點間的通信只能在彼此相遇進入通信范圍的時候才能完成。同時，由于節(jié)點在區(qū)域場景內(nèi)自由移動，網(wǎng)絡(luò)拓撲經(jīng)常性的變動導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)時常發(fā)生中斷或者延遲，節(jié)點只能通過“存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的方式進行消息的多跳投遞。移動自組網(wǎng)因為具有容忍中斷或延遲的特性，能夠在間歇性連通的苛刻網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)節(jié)點通信，而且部署便捷、成本低廉，已被廣泛應(yīng)用到生活當中，出現(xiàn)在IEEE和ACM系列會議的相關(guān)研究成果也逐年增多。

目前，對移動自組網(wǎng)絡(luò)的研究大多圍繞著高效可靠的數(shù)據(jù)投遞方法展開。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相比，移動自組網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的行為有很強的社會性，這對節(jié)點包括移動路徑、停留時間和相遇頻率在內(nèi)的社交特征有著重大影響。例如，節(jié)點組成的社會網(wǎng)絡(luò)通常擁有明顯的社群結(jié)構(gòu)，社群內(nèi)部的節(jié)點通常擁有相似的興趣和話題或者彼此地理位置相近，這樣同一社群內(nèi)部的節(jié)點彼此接觸的頻率更高，接觸時間也更久。因此，現(xiàn)有的移動自組網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)投遞方案基本分為兩類：基于傳統(tǒng)的策略和基于社交特征的策略。

在傳統(tǒng)的策略中，通常利用一些特定的效用函數(shù)來量化每個節(jié)點選擇的可能性，并從中選擇可能性最大的一個，作為中繼節(jié)點來進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。其中，選擇活躍度較高的節(jié)點是最常見的做法。盡管如此，大多數(shù)算法依賴于一些流行的節(jié)點，這會導(dǎo)致數(shù)據(jù)收發(fā)的不平衡和傳遞性能的下降。

基于社交特征的轉(zhuǎn)發(fā)方案則是通過記錄包括節(jié)點相遇歷史和地理位置在內(nèi)的信息，從而分析出網(wǎng)絡(luò)的社交結(jié)構(gòu)并將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個社群。考慮到社群內(nèi)通常穩(wěn)定和強大的連接，社群之間的連接較弱，因此提出了許多路由算法來在社群之間或社群內(nèi)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

然而，基于社群的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)也面臨著新的挑戰(zhàn)，其中最關(guān)鍵的是極高的成本。由于移動自組網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性，只有在使用泛洪方法或轉(zhuǎn)發(fā)過程沒有時間限制時才能保證傳送的成功率，這需要極大的緩沖區(qū)資源和傳播開銷；高速數(shù)據(jù)丟失率和限制緩存情況下的性能急劇下降也是其需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于社交特征的移動自組網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，解決現(xiàn)有移動自組網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)需要極大的緩沖區(qū)資源和傳播開銷，且性能下降的問題。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

一種基于社交特征的移動自組網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)各節(jié)點記錄歷史相遇記錄與地理位置信息，換分為若干個不同的社群，并計算節(jié)點n_i到節(jié)點n_j之間的社交頻率α_ij，及節(jié)點n_i到社群c_r之間的社交頻率β_ir；