The invention discloses a new network routing method based on density clustering, which mainly solves the problem that the node density is sparse and the node moves cause the network topology to be frequently split, and the message can not always have an end to end connected path when the message is transmitted, the packet transmission delay is large and the transmission success rate is low. . The actual scheme is: each node obtains geographical location information through GPS, each node is exchanged by two Hello messages to broadcast the neighbor nodes of their own and their neighbor nodes to one of their neighbor nodes respectively. To obtain the number of two hop neighbor nodes, so that the nodes with larger density in the network are obtained. The cluster nodes can forward the data packets by greedy geographic routing protocol. The cluster nodes use the Prophet routing protocol to forward the packets. The cluster kernel nodes use the birth and death process to calculate the number of neighbor nodes, and determine whether the cluster is in cluster splitting or not, thus determining whether the node is in the cluster or outside the cluster. . The invention improves the success rate of packet forwarding, reduces the load rate and transmission delay of data packets, and reduces the average hop count, which can be used for Delay Tolerant Networks.
【技术实现步骤摘要】
基于密度聚类的容迟网络路由方法
本专利技术属于通信
,主要涉及容迟网络路由方法,可用于移动车载网、野生动物监测传感网和移动社交网的路由决策。
技术介绍
容迟网络指部署在极端环境下由于节点的移动或者能量调度等原因而导致节点间只能间歇性进行通信,甚至长时间处于中断状态的一类网络。Vahdat等提出著名的传染病路由算法Epidemic是基于洪泛的代表性路由协议,每个节点存储所要转发的消息,优点是不需要额外的拓扑控制信息,同时可以取得较高消息投递率和低的端到端时延,无需对链路状态进行预测与估计,但网络中存在大量的冗余副本将导致节点能耗增加和缓存溢出,进而导致网络的资源利用率低和整体运行效能低下。Spray&Wait算法是一种单一副本路由和多副本复制路由方案之间的权衡策略,它由Spray阶段和Wait阶段组成。Spray阶段源节点将需要传输的消息复制L份,并独立地转发给L个不同的中继节点,如果此阶段发现目的节点,则消息传输结束,若在该阶段没有发现目的节点,则转入Wait阶段,携带消息副本的L个中继节点不再转发消息,而是各自执行直接传输算法,等待与目的节点的相遇机会。Spray&Wait算法与传染病路由算法相比,一定程度减少了网络中传输的信息数量,降低网络的负载,但加大了消息传输的平均时延。Prophet路由算法是基于历史预测策略的典型代表,为克服基于复制策略中的消息自制的盲目性而提出的,通过消息历史传输的成功概率进行估算和比较,选择到达目的节点概率更高的中继节点,通过这种有选择性的复制消息,避免生成低效传输的消息副本,提高网络的资源利用率。Pr ...
【技术保护点】
一种基于密度聚类的容迟网络路由方法,方法的具体步骤为:(1)考虑容迟网络节点密度比较稀疏,每个节点通过GPS获取地理位置信息,用自己的节点标识号、位置信息构造Hello报文,向自己的一跳邻居周期性广播Hello报文,每一个节点通过两次Hello报文交换,分别将自己和自己一跳邻居节点的邻居节点个数广播给自己的一跳邻居节点.来获得两跳邻居节点个数。如果至少连续两跳的邻居节点个数都大于或等于节点个数阈值,可获得一组密度相连的节点,即形成密度聚类簇,簇内的节点设定簇标识;(2)从源节点开始,判断该节点是否在簇内,若是,采用贪婪地理路由协议转发数据包,否则采用Prophet路由协议转发数据包,执行步骤(4);(3)计算核节点邻居个数,判断是否小于领域密度阈值,若是,核节点降为普通节点,产生了簇分裂或簇消失,此节点变为簇外节点;(4)簇外节点采用Prophet路由协议转发数据包,当数据包转发到簇内节点时,此簇内节点需要向簇内广播已收到数据包,簇内其它节点不再接收簇外的信息,返回步骤(2)。
【技术特征摘要】
1.一种基于密度聚类的容迟网络路由方法,方法的具体步骤为:(1)考虑容迟网络节点密度比较稀疏,每个节点通过GPS获取地理位置信息,用自己的节点标识号、位置信息构造Hello报文,向自己的一跳邻居周期性广播Hello报文,每一个节点通过两次Hello报文交换,分别将自己和自己一跳邻居节点的邻居节点个数广播给自己的一跳邻居节点.来获得两跳邻居节点个数。如果至少连续两跳的邻居节点个数都大于或等于节点个数阈值,可获得一组密度相连的节点,即形成密度聚类簇,簇内的节点设定簇标识;(2)从源节点开始,判断该节点是否在簇内,若是,采用贪婪地理路由协议转发数据包,否则采用Prophet路由协议转发数据包,执行步骤(4);(3)计算核节点邻居个数,判断是否小于领域密度阈值,若是,核节点降为普通节点,产生了簇分裂或簇消失,此节点变为簇外节点;(4)簇外节点采用Prophet路由协议转发数据包,当数据包转发到簇内节点时,此簇内节点需要向簇内广播已收到数据包,簇内其它节点不再接收簇外的信息,返回步骤(2)。2.根据权利要求1所述基于密度聚类的容迟网络路由方法,其中步骤(1)中所述密度聚类簇指设定节点的邻域密度阈值,也就是节点通信半径内的节点个数阈值;每个节点通过GPS获取地理位置信息,通过计算两节点和之间的距离,确定节点通信半径内的节点个数;一个节点p在通信半径内的节点个数至少大于等于邻域密度阈值时,称此节点为核节点;若节点q在另一个节点p的通信半径内且p为核节点,则称节点q从节点p直接密度可达;若存在一个节点链p1、p2、...、pn,对于pi∈D(1<i<n),D为网络中的节点,且pi+1是从pi的直接密度可达,则点pn从p1密度可达。若存在节点o,使得节点p和q都从o密度可达,则节点p和q密度相连;使用密度相连的闭包来发现连通的稠密区域作为簇,基于密度聚类的簇就是一组密度相连的节点,以实现最大化的密度可达。3.根据权利要求1所述...
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