[發明專利]移動社交網絡中基于節點運動能量的數據轉發方法

有效

• 申請號: 201910274259.8
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109962816B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 王青山;龍韜略;張漫漫;駱文娟;于曦;羅超虎;王琦;黃尉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04W40/10
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種移動社交網絡中基于節點運動能量的數據轉發方法，首先建立了傳染病在多群體中的傳播模型，確定轉發概率函數，并計算傳遞延遲和副本數量的理論值。隨后，定義節點的運動能量為節點的速率和單位距離內遇到其他節點的個數。為了提高數據包的傳遞率、降低傳遞延遲，本發明提出速率差異下基于節點運動能量的數據轉發方法MRSH。本發明使用消防隊的真實運動軌跡數據進行實驗仿真，結果表明理論值和實驗值之間的誤差很小，進一步驗證了模型的正確性。與其它三個方法相比，本發明提出的方法明顯提高了傳遞率，傳遞延遲也得到了很好的改進。

技術領域

本發明涉及網絡數據算法領域，具體是一種移動社交網絡中基于節點運動能量的數據轉發方法。

背景技術

容遲網絡(DTNs，Delay Tolerant Networks)具有高延遲、低傳輸率、網絡中節點頻繁移動、端到端的間歇性連接、有限的存儲空間和資源等特點。這些特征導致源節點和目的節點之間的缺乏穩定的連接，使得傳統的Internet路由協議(如RIPng和OSPFv3)和Adhoc網絡路由協議(如DSR，AODVv2)不能直接應用于容遲網絡。近幾年，延遲容忍網絡在軍事網絡、車載移動ad-hoc網絡、移動社交網絡、傳感器網絡和衛星網絡中得到了廣泛應用。

移動社交網絡(Mobile Social Networks，MSNs)是容遲網絡中的一個重要分支，MSNs是人通過攜帶移動無線終端設備，近距離接觸形成的通信機會來傳遞數據并共享網絡中的服務。MSNs應用程序在簡化移動云計算(MCC)和移動邊緣計算(MEC)等現代分布式計算平臺中的數據共享和卸載中都有重要應用。MSNs中的數據傳輸采用“存儲-攜帶-轉發”的模式，當節點間的距離小于傳輸半徑時，則進行數據傳輸。在移動社交網絡中，最簡單的路由協議是直接傳輸。在直接傳輸方法中，源節點只有遇到目的節點，才會將消息轉發給目的節點。由于源節點在運動的過程中不會產生消息副本，因此傳輸延時很大，傳輸成功率很低。

為了降低網絡中消息的傳輸延時，研究人員提出了基于復制的轉發方法。在該機制中，攜帶消息的節點會產生多個消息副本，轉發給相遇的節點。當其中一個消息副本到達目的節點，消息傳輸成功。在基于復制的方法中，較為典型的是Epidemic方法。在Epidemic方法中，每個攜帶消息的節點將消息轉發給所有鄰居節點，從而可以快速轉發消息。Epidemic具有高傳輸率和低延遲的特點，但對節點的存儲能力要求較高。Hang Guo等將路由過程分為受控噴灑路由階段和單拷貝路由階段，并提出了一種定位輔助控制噴灑(LACS)路由方法，以減少網絡中副本數并提高傳輸率。

在基于概率的轉發方法中，如PROPHET方法根據節點相遇的歷史信息和傳遞性為每對節點之間建立一個傳遞概率。在數據轉發時，數據包攜帶者僅拷貝數據包給與目的節點之間傳遞概率比自己大的相遇節點。PROPHET方法降低了對節點的存儲能力的要求和網絡中副本的冗余。Lindgren A等用信標檢測接觸概率。分別采用六種不同的動態函數形式來控制信標頻率，提出了基于連續時間的馬爾可夫模型的能量約束容遲網絡中的節能動態信標控制策略。

然而，上述方法均很少考慮單個節點的移動速度的動態變化以及不同節點之間的移動速度差異對節點的轉發性能的影響。En Wang等提出了一種基于MSNs中短期和長期速度(DFSL)的多拷貝委托轉發方法。DFSL方法將節點的短期和長期速度視為轉發度量。節點的移動速度差別可能很大，如行人、汽車、飛機等。此外，由于網絡中節點的不均勻分布，每個節點在移動過程中遇到的節點個數也存在差異。這兩個因素將導致節點具有不同的傳播數據包的能力。因此，僅考慮節點的移動速度而不考慮它遇到的節點數是不合理的。

發明內容

本發明的目的是提供一種移動社交網絡中基于節點運動能量的數據轉發方法，以解決現有技術移動社交網絡中數據轉發方法沒有綜合考慮節點移動速度和相遇節點數的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

移動社交網絡中基于節點運動能量的數據轉發方法，其特征在于：包括以下步驟：