内容中心且负载均衡感知的动态数据聚集制造技术

一种确定通信链路以用于从第一通信节点发送通信数据到多个邻近候选节点中的任一个的方法，包括i)针对每个候选节点，确定边际处理增益，包括通过在候选节点处聚集所述通信数据而能获得的通信数据减少的测量；以及ii)选择一个候选节点以用于形成所述通信链路，其中该选择至少部分基于针对每个候选节点确定的边际处理增益。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内容中心且负载均衡感知的动态数据聚集
此处公开的实施例涉及通信网络中的数据通信。
技术介绍
在新兴的例如智能系统(如智能电网和智慧城市)的机器到机器(M2M)应用中，预见将会部署大量的小的且智能的设备，诸如无线传感器节点。预期这些节点将促进用于观察/监测所感兴趣物体的数据的连续感应和收集。随后，所收集到的信息需要被以某种方式传递到控制中心从而允许自适应决策并实现系统自动化。由此可见，存在对多跳路由上，即源节点和目的地节点之间涉及一或多个中间节点的路由上的数据传输的越来越大的需求。在多跳无线链路上传输原始数据在时间和资源上可能都代价高昂。使用网络中处理和数据聚集，特别是通过相关信息的预处理可以显著减小多跳路由上将被转发的流量总量。例如，高能效的数据聚集和融合方案可以预处理网络内的数据并仅发送处理过的结果，该处理过的结果与其原始大小相比数据量小很多。因此，这些方案可以减少冗余流量并避免针对未来无线网络的数据超载。然而，需要作为先决条件的合适的数据转发方案，从而有效地计算并中继数据。附图说明图1a图解了在所描述的实施例的领域中的路由方法。图1b图解了在所描述的实施例的领域中的另一路由方法。图1c图解了在所描述的实施例的领域中的另一路由方法。图2是示出图解此处描述的实施例的通信节点的网络的图。图3a图解了图2网络的中路由的示例。图3b图解了图2网络中的路由的另一示例。图4a图解了图2网络中的路由的示例。图4b图解了图2网络中的路由的另一示例。图5图解了由图2中网络的节点在做出路由决策时执行的方法的流程图。图6图解了图2网络中的路由的另一示例。图7图解了示出网络生存时间相对于上述实施例中所使用的权重因子的变化的表现的图。图8图解了使用此处描述的实施例的网络相对于网络大小的表现的图。图9图解了所描述的实施例的示例与现有技术在能耗上的比较。图10图解了此处所描述的实施例相对于现有技术在节点剩余能量级别的变化系数的表。图11图解了用于此处所描述的实施例的流量图。图12图解了用于现有技术的示例的流量图。图13图解了用于此处描述的实施例的剩余能量图。图14图解了用于现有技术的示例的剩余能量图。图15图解了当考虑不同因素时，在网络中可以使用的不同的路由拓扑。图16图解了此处所描述的实施例中节点间交换的消息信号的序列。图17图解了网络中节点处接收的流量内容的类型可以如何随时间变化。图18示出了根据此处描述的实施例，一种节点确定是否重新估计它对于邻近节点的选择以用于中继数据的过程。图19图解了根据此处描述的实施例，可以如何使用奖励参数以优先转发数据到具有处理该数据的能力的节点。图20示出了在使用传统避免循环方案的网络中和实现根据此处描述的实施例的方法的网络中流量采用的路径之间的比较。图21图解了在此处描述的实施例中如何实现到时转发(Time-To-Go-Forward，TTGF)协议的示例。图22图解了比较传统方法获得的网络生存时间和使用此处描述的实施例获得的网络生存时间的仿真的结果。图23图解了比较传统方法中和此处描述的实施例中每轮重新传输上花费的平均能耗的仿真的结果。图24图解了使用此处描述的两种不同的实施例获得的网络流量的比较。图25示出了根据此处描述的实施例的如何可以通过使用避免循环方案增加网络生存时间的示例。图26图解了能够实现适于执行此处描述的实施例的方法的通信节点的装置。具体实施方式根据第一实施例，提供了一种确定通信链路以用于从第一通信节点发送通信数据到多个邻近候选节点中的任一个的方法，包括：i)针对每个候选节点，确定边际处理增益，所述边际处理增益包括通过在候选节点处聚集所述通信数据而能获得的所述通信数据减少的测量；以及ii)选择一个候选节点用于形成所述通信链路，其中该选择至少部分基于针对每个候选节点确定的边际处理增益。在一些实施例中，通信数据减少的测量被规范化。在一些实施例中，针对候选节点的边际处理增益包括在分配所述通信数据到该候选节点时的处理增益的测量与在未分配所述通信数据到所述候选节点时的处理增益的测量之间的差异。在一些实施例中，该边际处理增益是目标函数的一部分，该目标函数还包含本地生存时间增益的测量，该本地生存时间增益定义为由分配所述通信数据到一个或其它邻近候选节点而获得的所述一个或其它邻近候选节点的生存时间的变化。该方法可以包括针对每个候选节点评估目标函数从而确定将被选择来用于通信链路的节点。在一些实施例中，针对给定候选节点评估目标函数包括：在通信数据被分配到给定候选节点的情况下，估计每个邻近候选节点的生存时间；在通信数据未被分配到给定候选节点的情况下，估计每个邻近候选节点的生存时间；其中在每种情况下，所述本地生存时间被定义为所述邻近候选节点中具有最小的所估计的生存时间的节点的生存时间；以及其中，基于在通信数据被分配到所述给定候选节点的情况下的本地生存时间和在通信数据未被分配到所述给定候选节点的情况下的本地生存时间之间的差异，确定针对所述给定候选节点的本地生存时间增益。在一些实施例中，本地生存时间增益的测量由其中通信数据被分配到所述给定候选节点的情况下估计的所述本地生存时间规范化。在一些实施例中，该目标函数包括对处理增益的测量和对本地生存时间增益的测量的加权和。该加权和可依赖于加权因子，该加权因子被操作以在所述目标函数中，相对于网络生存时间的灵敏度均衡处理增益的测量和本地生存时间增益的测量的效果。在一些实施例中，邻近候选节点的生存时间通过估计那些邻近候选节点的能耗来估计。在一些实施例中，每个邻近候选节点的能耗通过定义第一通信节点和各自邻近候选节点之间的链路质量参数来估计，其中链路质量参数反映将需要在所述第一通信节点和所述邻近候选节点之间多于一次地传输数据从而确保数据的成功传送的可能性。该链路质量参数可以定义为了从第一通信节点成功传送一比特(bit)数据到各自邻近候选节点所需要的一比特数据被传输的平均次数。在一些实施例中，针对每个候选节点，当在分配所述通信数据到所述候选节点中确定所述本地生存时间时，考虑所述第一通信节点的生存时间。在一些实施例中，所述通信数据包括多个数据类型，并且所述方法包括针对每个数据类型执行步骤i)和ii)。每个数据类型可以包括能够由节点上运行的相应功能或应用聚集的数据，从而减少中继该数据需要的比特数。每个数据类型可以包括反映环境的不同参数的传感器读数。在一些实施例中，针对每个数据类型，所述边际处理增益是目标函数的一部分，该目标函数还包括对本地生存时间增益的测量，所述本地生存时间增益定义如果分配特定类型的通信数据到一个或其它邻近候选节点时，所述一个或其它邻近候选节点的生存时间的变化。该方法可以包括针对每个候选节点评估所述目标函数，从而确定将被选择以用于特定类型的通信数据的通信链路的节点。在一些实施例中，针对每个数据类型，所述目标函数包括奖励参数，该奖励参数使得对候选节点的选择偏向具有聚集所述特定类型的数据的能力的节点。在一些实施例中，在多个间隔处执行所述目标函数。可以基于到达第一通信节点的所述类型的数据变化的量确定所述间隔的大小。该方法可以包括：在多个间隔的每一个处监测到达所述第一通信节点的不同数据类型的数量；针对每个间隔，确定已经到达的数据类型的数量与前一间隔相比的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定通信链路以用于从第一通信节点发送通信数据到多个邻近候选节点中的任一个的方法，包括：i)针对每个候选节点，确定边际处理增益，所述边际处理增益包括通过在所述候选节点处聚集所述通信数据而能获得的所述通信数据减少的测量；以及ii)选择一个所述候选节点用于形成所述通信链路，其中该选择至少部分基于针对每个候选节点确定的所述边际处理增益。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 GB 1209740.81.一种确定通信链路以用于从第一通信节点发送通信数据到多个邻近候选节点中的任一个的方法，其中所述通信数据包括多个数据类型，所述方法包括：i)针对每个候选节点，确定边际处理增益，所述边际处理增益包括通过在所述候选节点处聚集所述通信数据而能获得的所述通信数据减少的测量；以及ii)选择一个所述候选节点用于形成所述通信链路，其中该选择至少部分基于针对每个候选节点确定的所述边际处理增益，其中所述方法包括针对每个数据类型执行步骤i)和ii)，其中针对每个数据类型，所述边际处理增益是目标函数的一部分，该目标函数还包括本地生存时间增益的测量，所述本地生存时间增益定义如果分配特定类型的通信数据到一个或其它邻近候选节点时，所述一个或其它邻近候选节点的生存时间的变化；其中所述方法包括针对每个候选节点评估所述目标函数，从而确定将被选择以用于所述特定类型的通信数据的通信链路的节点。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信数据减少的测量被规范化。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中针对候选节点的所述边际处理增益包括在分配所述通信数据到该候选节点时的处理增益的测量与在未分配所述通信数据到所述候选节点时的处理增益的测量之间的差异。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述边际处理增益是目标函数的一部分，该目标函数还包含本地生存时间增益的测量，所述本地生存时间增益定义由分配所述通信数据到一个或其它邻近候选节点而获得的所述一个或其它邻近候选节点的生存时间的变化；所述方法包括针对每个候选节点评估所述目标函数从而确定将被选择来用于所述通信链路的节点。5.根据权利要求4所述的方法，其中针对给定候选节点评估所述目标函数包括：在所述通信数据被分配到所述给定候选节点的情况下，估计每个所述邻近候选节点的所述生存时间；在所述通信数据未被分配到给所述定候选节点的情况下，估计每个所述邻近候选节点的所述生存时间；其中在每种情况下，所述本地生存时间被定义为所述邻近候选节点中具有最小的所估计的生存时间的所述节点的生存时间；以及其中，基于在所述通信数据被分配到所述给定候选节点的情况下的所述本地生存时间和在所述通信数据未被分配到所述给定候选节点的情况下的所述本地生存时间之间的差异，确定针对所述给定候选节点的所述本地生存时间增益。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述本地生存时间增益的测量由其中通信数据被分配到所述给定候选节点的情况下估计的所述本地生存时间来规范化。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述目标函数包括所述处理增益的测量和所述本地生存时间增益的测量的加权和。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述加权和依赖于加权因子，所述加权因子被操作以在所述目标函数中，相对于网络生存时间的灵敏度均衡所述处理增益的测量和所述本地生存时间增益的测量的效果。9.根据权利要求5所述的方法，其中所述邻近候选节点的生存时间通过估计那些邻近候选节点的能耗来估计。10.根据权利要求9所述的方法，其中每个邻近候选节点的所述能耗通过定义所述第一通信节点和各自邻近候选节点之间的链路质量参数来估计，其中所述链路质量参数反映将需要在所述第一通信节点和所述邻近候选节点之间多于一次地传输数据从而确保数据的成功传送的可能性。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述链路质量参数定义为了从所述第一通信节点成功传送一比特数据到所述各...

【专利技术属性】
技术研发人员：金轶超，S·戈玛斯，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP