[發明專利]一種城市窄帶弱連接環境下冗余多徑數據可靠傳輸方法

有效

• 申請號: 202111400872.3
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN113824635B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 汪磊;時荔蕙;楊葉林;施曉東;嚴瀟波;吳鵬;楊麗博;史星宇;薛科婷;陳健;葛光富;劉晗;閆浩
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: H04L45/24
• 分類號: H04L45/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種城市窄帶弱連接環境下冗余多徑數據可靠傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立一種窄帶弱連接無中心傳輸節點集群模型，數據發送節點獲取傳輸任務，感知網絡拓撲，確定網絡簇頭節點，構建本地路由表；

步驟2：數據發送節點進行數據包分包；

步驟3：進行多跳判定，如是直接與目的匯聚節點相連接的集群，直連轉發；否則，按路由多跳轉發，同時為并發多路徑傳輸做數據冗余；

步驟4：目的匯聚節點進行數據融合，分析冗余并比較數據包大小，根據比較結果進行等待或重傳，直至傳輸完成；

步驟1中，窄帶弱連接無中心傳輸節點集群模型包括若干個對等傳輸節點，節點通過層次分簇算法從高到低劃分為不同層次的集群，每個集群內的節點將感知到的數據信息發送給通過選舉產生的簇頭節點CH，由簇頭節點將收集到的所有簇內節點數據信息通過多跳的形式轉發至匯聚節點MU，模型表示如下：

其中，表示窄帶弱連接無中心傳輸節點集群模型， 表示第n個傳輸節點集群，第n個傳輸節點集群簇頭節點為 ，第n個傳輸節點集群匯聚節點為 ， 表示初始傳輸節點集群，初始傳輸節點集群的簇頭節點為 ， 為初始匯聚節點， 表示目的傳輸節點集群，目的傳輸節點集群的簇頭節點為， 為目的匯聚節點；

步驟2中，通過將原始數據包根據路由信息分成若干子數據包，對于第i個簇頭節點CH_i的數據包DP_i分為k個子數據包DP_i1，DP_i2，...，DP_ik，對子數據包進行冗余處理，即：DP_i =DP_i1∪DP_i2∪... ∪DP_ik；

步驟3中，以并發多路徑方式傳輸至目的匯聚節點，步驟如下：

（1）在第i個傳輸節點集群中計算每兩個傳輸節點的距離和時延，假設第i個傳輸節點集群包含p個傳輸節點，傳輸節點CS_s（ , ）與傳輸節點CS_d（ , ）的距離D（CS_s，CS_d），表示為：

其中， , 表示傳輸節點CS_s的物理坐標的橫坐標和縱坐標， , 表示傳輸節點CS_d的物理坐標的橫坐標和縱坐標，s取值1-p，d取值1-p；

（2）計算每個傳輸節點的時延T，表示為：

T= T_si+ T_qi

T_si= DP_i/Rate

T_qi= （DP_i/ V_r）×（1 /（1 – U））

其中，T_si為發送時延，Rate為該節點數據傳輸速率，DP_i為數據包，T_qi為排隊時延，V_r為組網路由時延，U為組網設備利用率；

（3）將距離D與時延T進行集合R_i（D，T），形成多路徑集合ER，表示為：

其中，多路徑集合ER中的每一個元素ER_z均表示傳輸節點集群中從簇頭節點到匯聚節點的傳輸路徑，z取值1-t，t表示路徑總數；

（4）遍歷加權多路徑集合ER，排序找出最小路徑集合ER_1-k，確定多徑傳輸路線，進行數據傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種城市窄帶弱連接環境下冗余多徑數據可靠傳輸方法，其特征在于，步驟4中，將來自于相同簇頭節點的數據包進行數據融合，對于冗余的信息部分，只保存一份，然后比較融合后的數據包與原始數據包大小，若相等，說明目的匯聚節點已經接收到該集群完整的數據信息，此時，丟棄網絡中所有與該集群相關的子數據包，完成傳輸；若不相等，則繼續等待，超過一定時間后，若仍未收到缺少的子數據包，申請重傳該子數據包。