[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 |
| 地址： | 210000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 城市 窄帶 連接 環境 冗余 數據 可靠 傳輸 方法 | ||
本發明公開了一種適用于通信信號不穩定城市環境下的數據冗余多徑可靠傳輸方法。本方法通過引入無中心傳輸節點集群模型，針對移動端資源受限、通過無中心自組網形成互聯環境的情況，對組網節點進行分層次集群處理，確定簇頭和目的匯聚節點，基于冗余策略的并發編織多路徑可靠傳輸方法，將傳輸任務的數據信息發送至簇頭節點，最后簇頭節點將數據包分組并拷貝后通過編織多路徑動態路徑方式轉發至目的匯聚節點，目的匯聚節點進行數據融合及去冗余處理，完成傳輸任務。通過該方法可以有效地減少數據丟包率，減少傳輸時延，增加網絡生命周期等，實現窄帶弱連接環境下數據的可靠傳輸。
技術領域
本發明屬于城市傳輸控制技術領域，尤其涉及一種城市窄帶弱連接環境下冗余多徑數據可靠傳輸方法。
背景技術
目前的城市環境傳輸控制技術主要考慮較為穩定的網絡通信環境，缺乏通信遭到干擾時的應對方法，在實際應用過程中，由于城市環境復雜多變，城市的特殊環境極大削弱了各種通信手段，大量建筑物會遮擋甚至屏蔽通信信號，通信將十分不穩定，傳輸時延時高時低，傳輸鏈路時斷時續，呈現窄帶寬、弱連接的特點。因此，需要一種針對弱連接環境的數據可靠傳輸方法解決在不穩定網絡條件下的信息傳輸問題。
發明內容
本發明針對城市環境復雜多變，通信信號不穩定的特點，提出一種城市窄帶弱連接環境下冗余多徑數據可靠傳輸方法，能夠滿足窄帶弱連接條件下數據可靠傳輸需求，解決信息在城市不穩定網絡條件下的可靠傳輸問題。
實現本發明目的的技術解決方案為：一種城市窄帶弱連接環境下冗余多徑數據可靠傳輸方法，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，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：目的節點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。
本發明步驟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目的匯聚節點MU，模型表示如下：
其中，表示弱連接數據傳輸模型，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。
本發明步驟2中，通過將原始數據包根據路由信息分成若干子數據包，減小傳輸的數據包大小可以有效地降低發生沖突和節點故障時造成的成本代價。對于第i個簇頭節點CHi的數據包DPi分為k個子數據包DPi1，DPi2，...，DPik，為提升數據可靠傳輸性，對子數據包進行冗余處理，因此可知：
DPi =DPi1∪DPi2∪... ∪DPik
本發明步驟3中，以并發多路徑方式傳輸至目的匯聚節點。并發多路徑傳輸可以大幅度提高數據傳輸效率，降低傳輸時延，還可以均衡網絡能耗，從而保證數據的可靠傳輸，同時延長網絡生命周期。具體步驟如下：
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