一种时延容忍网络的路由实现方法和实现装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种时延容忍网络的路由实现方法和实现装置，通过所述时延容忍网络中节点的初始能量、所述节点进行消息转发消耗的能量、所述节点接收消息消耗的能量以及监听邻居节点消耗的能量，确定所述节点的剩余能量；在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新；根据所述节点的剩余能量和所述历史相遇间隔计算所述节点的效用值；根据所述节点的效用值，向所述节点转发消息。本发明专利技术提供的一种时延容忍网络的路由实现方法和实现装置，能够根据中继节点的能量使用情况进行消息的转发以提高能量利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于时延容忍网络(英文：Delay Tolerant Networks，缩写：DTN)
，涉及一种时延容忍网络的路由实现方法和实现装置。
技术介绍
DTN中节点运动具有随意性，同时网络拓扑随节点运动动态变化且网络资源有限，上述问题使得此种网络架构下路由机制的设计成为其研究重点。为了保证数据传递的可靠性，现有的路由机制均采用“多备份+控制”的方式来实现，节点根据当前网络状态选取合适的中继节点与转发时机。DTN体系架构下，为了提高数据投递的可靠性，节点运动过程中需要通过无线接口不断侦听周围环境以便发现其邻居节点，大量的节点能量将被这些相关操作过程消耗，使得节点由于能量耗尽脱离网络，会导致网络的短暂分裂，导致网络连通性降低，性能急剧下降。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是，如何提供一种时延容忍网络的路由实现方法和实现装置能够合理解决DTN网络中节点能量利用不充分问题。解决方案为解决以上技术问题，本专利技术在第一方面提供一种时延容忍网络的路由实现方法，包括：通过所述时延容忍网络中节点的初始能量、所述节点进行消息转发消耗的能量、所述节点接收消息消耗的能量以及监听邻居节点消耗的能量，确定所述节点的剩余能量；在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新；根据所述节点的剩余能量和所述历史相遇间隔计算所述节点的效用值；根据所述节点的效用值，向所述节点转发消息。在一种可能的实现方式中，通过所述时延容忍网络中节点的初始能量、所述节点进行消息转发消耗的能量、所述节点接收消息消耗的能量以及监听邻居节点消耗的能量，确定所述节点的剩余能量包括：根据第一公式和第二公式确定所述节点的剩余能量，所述第一公式为：所述第二公式为：其中，Et为所述节点进行消息转发消耗的能量，Er为所述节点接收消息消耗的能量，El为所述监听邻居节点消耗的能量，et是节点转发单位字节所需能耗，er是节点接收单位字节所需能耗，el是节点单位时间监听邻居节点所需能耗，Si是消息的大小，Δt是监听时间，m是转发消息的数量，n是接收消息的数量，di(1＜＜i＜＜n)为所述时延容忍网络中的一个节点，为节点di的总能耗，Ei为节点di的剩余能量，为节点di的初始能量。在一种可能的实现方式中，在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新，包括：根据第三公式，对所述历史相遇间隔进行更新，所述第三公式为ET(a,b)＝α·Ival+(1-α)·ET(a,b)old，其中，ET(a,b)是节点da与节点db之间的历史相遇间隔，初次相遇时设置为更新周期T，xi＝CT2-CT1是单次相遇间隔，其中CT1、CT2分别是节点da与节点db上次断开时间与相遇时间，在更新周期T内，节点da记录与节点db全部的相遇间隔序列，历史相遇间隔其中m为在周期T内的相遇次数。在一种可能的实现方式中，在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新，包括：根据第四公式，对所述历史相遇间隔进行更新，所述第四公式为其中，β∈(0,1)。在一种可能的实现方式中，根据所述节点的剩余能量和所述历史相遇间隔计算所述节点的效用值，包括：根据第五公式计算所述节点的效用值，所述第五公式为 U ( i , d ) = γ · 10 - ET ( i , d ) / T + ( 1 - γ ) ( E i E i 0 ) 1 4 ]]>其中，γ∈(0,1)是权重因子，ET(i,d)/T∈(0,1]，为解决以上技术问题，本专利技术在第二方面提供一种时延容忍网络的路由实现装置，包括：确定模块，用于通过所述时延容忍网络中节点的初始能量、所述节点进行消息转发消耗的能量、所述节点接收消息消耗的能量以及监听邻居节点消耗的能量，确定所述节点的剩余能量；更新模块，用于在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新；计算模块，用于根据所述节点的剩余能量和所述历史相遇间隔计算所述节点的效用值；转发模块，用于根据所述节点的效用值，向所述节点转发消息。在一种可能的实现方式中，所述确定模块用于：根据第一公式和第二公式确定所述节点的剩余能量，所述第一公式为：所述第二公式为：其中，Et为所述节点进行消息转发消耗的能量，Er为所述节点接收消息消耗的能量，El为所述监听邻居节点消耗的能量，et是节点转发单位字节所需能耗，er是节点接收单位字节所需能耗，el是节点单位时间监听邻居节点所需能耗，Si是消息的大小，Δt是监听时间，m是转发消息的数量，n是接收消息的数量，di(1＜＜i＜＜n)为所述时延容忍网络中的一个节点，为节点di的总能耗，Ei为节点di的剩余能量，为节点di的初始能量。在一种可能的实现方式中，所述更新模块用于：根据第三公式，对所述历史相遇间隔进行更新，所述第三公式为ET(a,b)＝α·Ival+(1-α)·ET(a,b)old，其中，ET(a,b)是节点da与节点db之间的历史相遇间隔，初次相遇时设置为更新周期T，xi＝CT2-CT1是单次相遇间隔，其中CT1、CT2分别是节点da与节点db上次断开时间与相遇时间，在更新周期T内，节点da记录与节点db全部的相遇间隔序列，历史相遇间隔其中m为在周期T内的相遇次数。在一种可能的实现方式中，所述更新模块还用于：根据第四公式，对所述历史相遇间隔进行更新，所述第四公式为其中，β∈(0,1)。在一种可能的实现方式中，所述计算模块用于：根据第五公式计算所述节点的效用值，所述第五公式为 U ( i , d ) = γ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时延容忍网络的路由实现方法，其特征在于，包括：通过所述时延容忍网络中节点的初始能量、所述节点进行消息转发消耗的能量、所述节点接收消息消耗的能量以及监听邻居节点消耗的能量，确定所述节点的剩余能量；在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新；根据所述节点的剩余能量和所述历史相遇间隔计算所述节点的效用值；根据所述节点的效用值，向所述节点转发消息。

【技术特征摘要】
1.一种时延容忍网络的路由实现方法，其特征在于，包括：通过所述时延容忍网络中节点的初始能量、所述节点进行消息转发消耗的能量、所述节点接收消息消耗的能量以及监听邻居节点消耗的能量，确定所述节点的剩余能量；在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新；根据所述节点的剩余能量和所述历史相遇间隔计算所述节点的效用值；根据所述节点的效用值，向所述节点转发消息。2.根据权利要求1所述的路由实现方法，其特征在于，通过所述时延容忍网络中节点的初始能量、所述节点进行消息转发消耗的能量、所述节点接收消息消耗的能量以及监听邻居节点消耗的能量，确定所述节点的剩余能量包括：根据第一公式和第二公式确定所述节点的剩余能量，所述第一公式为：所述第二公式为：其中，Et为所述节点进行消息转发消耗的能量，Er为所述节点接收消息消耗的能量，El为所述监听邻居节点消耗的能量，et是节点转发单位字节所需能耗，er是节点接收单位字节所需能耗，el是节点单位时间监听邻居节点所需能耗，Si是消息的大小，Δt是监听时间，m是转发消息的数量，n是接收消息的数量，di(1＜＜i＜＜n)为所述时延容忍网络中的一个节点，为节点di的总能耗，Ei为节点di的剩余能量，为节点di的初始能量。3.根据权利要求1所述的路由实现方法，其特征在于，在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新，包括：根据第三公式，对所述历史相遇间隔进行更新，所述第三公式为ET(a,b)＝α·Ival+(1-α)·ET(a,b)old，其中，ET(a,b)是节点da与节点db之间的历史相遇间隔，初次相遇时设置为更新周期T，xi＝CT2-CT1是单次相遇间隔，其中CT1、CT2分别是节点da与节点db上次断开时间与相遇时间，在更新周期T内，节点da记录与节点db全部的相遇间隔序列，历史相遇间隔其中m为在周期T内的相遇次数。4.根据权利要求3所述的路由实现方法，其特征在于，在预设的更新周期内，记录所述时延容忍网络中两个所述节点之间的相遇间隔序列以获得历史相遇间隔，并对所述历史相遇间隔进行更新，包括：根据第四公式，对所述历史相遇间隔进行更新，所述第四公式为其中，β∈(0,1)。5.根据权利要求1所述的路由实现方法，其特征在于，根据所述节点的剩余能量和所述历史相遇间隔计算所述节点的效用值，包括：根据第五公式计算所述节点的效用值，所述第五公式为 U ( i , d ) = γ · 10 - ET ( i , d ) / T + ( 1 - γ ) ( E i E i 0 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斐明，段星辉，赵彦平，甄岩，王峥，何佳欣，武穆清，赵敏，李沛哲，王建伟，郝剑，张勇，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网山西省电力公司检修分公司，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11