一种基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法技术

本发明专利技术是一种基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，该路由方法由三个部分组成：a.建立移动模型；b.构建节点的活跃度指示参数；c.基于活跃度与能量的信息转发路由策略；将每个手持无线通信设备的人视为一个节点，利用节点间的相遇信息，建立节点的活跃度指标，依据活跃度情况，设定活跃度阈值，制订路由策略，考虑典型的信息传送性能指标和能量消耗之间的关系，寻求优异的信息传送性能与能量消耗比。解决移动社会网络中的信息传输问题。通过使用本发明专利技术提出的方法，设定合适的活跃度阈值，可以获得信息传送性能和能量消耗间的最优权衡(best trade‑off)。

A mobile social network routing method based on node activity and energy factors

The invention is a mobile social network routing method based on node activity and energy factors. The routing method is composed of three parts: A. building a mobile model; B. building an activity indicator parameter of a node; C. information forwarding routing strategy based on activity and energy; treating each handheld wireless communication device as a node, using the encounter information between nodes to establish According to the activity, the activity threshold is set, the routing strategy is made, and the relationship between typical information transmission performance index and energy consumption is considered to find the excellent information transmission performance and energy consumption ratio. Solve the problem of information transmission in mobile social network. By using the method proposed in the invention and setting an appropriate activation threshold, the best trade-off between information transmission performance and energy consumption can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法
本专利技术针对移动社会网络(MobileSocialNetworks,简称MSNs)提出了一种基于结点活跃度与能量因素的路由方法，主要用来解决移动社会网络中的信息传输问题，属于计算机无线通信

技术介绍
随着无线通信技术的发展，移动社会网络受到了广泛的关注。移动社会网络属于延迟容忍网络(DelayToleranceNetworks，简称DTNs)的一种。在DTNs中，移动用户建立分布式自组织动态网络，移动用户间没有固定的网络连接，信息传送模式为存储-携带-转发。除了拥有传统DTNs的特点，移动社会网络利用移动节点的社会特性以提高信息传送性能。许多用于MSNs的协议被提出，包括Epidemic，LABEL,BUBBLE,ProPHET,SimBet等等。Epidemic协议的主要理念是相遇就复制的泛洪机制，该协议中的节点通过概要向量指示该节点缓冲区存放的信息，当两个移动节点相遇时，查看互相的向量信息，以得到各自携带的但对方没有的信息情况，并将这些信息传送给对方。该协议由于复制所有遇到的节点缓冲区的信息，有很高的信息传送成功率，但存在巨大的信息平均延迟，对带宽/节点的缓冲区/功率要求都很大。LABEL协议利用节点的社会特性，将属于同一个机构的节点指定相同的标签，认为与目的节点具有相同标签的节点更适合作为中继节点，可以改善中继性能。BUBBLE协议提出介数中心度和节点目标社区结合的路由方案，指定在同一个社区的节点相同的标签，定义本地中心度和全局中心度两个概念，分别体现社区内和全局社会下节点的活跃度，认为中心度越高的节点，与其他节点交互的可能性越高，更适合作为中继节点。ProPHET协议基于单复制机制，利用历史相遇情况得到并更新传递信息概率，将传递信息概率作为是否传递信息的依据。两个节点初次相遇时传信概率被设为某个初始值，当更多次相遇时，传信概率值得到更新。如果某一段规定的时间内，两个节点不再相遇，传信概率值将依据时间因子的作用减小。直接相遇节点更新的传递信息概率还导致其他节点的传信概率也被间接更新。SimBet协议基于六度空间理论提出自我中心度和社会中心度的概念，以体现节点与其他节点联系，作为中转节点的能力，中心度高的节点比中心度低的节点有更大可能性接收到信息。这些协议的关注点在一些典型的信息传送性能指标，比如信息传送成功率和信息平均延迟，很少考虑能量消耗。但电池容量和能量消耗是移动设备非常重要的指标。能量消耗与传统的信息传送指标间的权衡是很大的挑战，越来越多的注意力被集中到此处。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提出一种基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，解决移动社会网络中的信息传输问题。通过使用本专利技术提出的方法，设定合适的活跃度阈值，可以获得信息传送性能和能量消耗间的最优权衡(besttrade-off)。技术方案：本专利技术的一种基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法由三个部分组成：a.建立移动模型；b.构建节点的活跃度指示参数；c.基于活跃度与能量的信息转发路由策略；将每个手持无线通信设备的人视为一个节点，利用节点间的相遇信息，建立节点的活跃度指标，依据活跃度情况，设定活跃度阈值，制订路由策略，考虑典型的信息传送性能指标和能量消耗之间的关系，寻求优异的信息传送性能与能量消耗比。其中，所述的活跃度包括友谊度、人气度、人气度等级、关系度。所述的性能指标包括平均能量消耗、信息传送跳数、信息传送成功率、信息平均延迟。所述的a.建立移动模型:a1.将仿真区域设定为较大的正方形区域，在此区域内设定若干面积小于仿真区域的小正方形区域为社区，将每个手持无线通信设备的人视为一个节点，若干节点在仿真区域中活动；将某个节点以相对高的概率去的三个社区，定义为该节点的三个喜爱社区；节点以相对低的概率去其他社区，每个节点去三个喜爱社区的总概率为0.9，每个节点的三个概率值在移动模型建立初期随机产生，产生后不再改变，节点去往其他社区的总概率为0.1；节点在移动模型建立初期位于三个喜爱社区中的一个，并按概率选择一个目的社区；节点的运动方向为初始社区到目的社区的直线方向，运动速度在规定的最大速度与最小速度之间随机选取，一旦节点到达目的社区，会在该社区内停留一段时间，时间到后，再次重复之前的动作；a2.两种情况下，认定节点相遇：第一种是在两个节点的距离小于一定距离时，由于节点使用无线通信设备，认为可以检测到另一个节点；另一种是当检测时刻，两个节点位于同一个社区，由于停留时间的存在和同一社区交流的便捷，认为两个节点可以相遇。所述的b.构建节点的活跃度指示参数：b1.友谊度节点间的友谊度与相遇频率和相遇间隔有关，相遇频率指两节点间的相遇次数，相遇间隔指两次相遇间的时间，在一段时间0到T内,如果两个节点遇见m次，第k次和第k+1次相遇的时间间隔为tk，k＝1,2...m-1，将两次相遇间隔时间tk从小到大排列，组成集合{t'1,t'2,...,t'm-1}，集合中前后两个值的差为Δtj＝t'j+1-t'j，j＝1,2...m-2，则节点x和节点y的友谊度Fri(x,y)表示为b2.人气度节点的人气度受其遇到的节点影响，特别是受该节点遇到的节点数量和该节点与其他节点的友谊度影响，与相对低的人气度的节点相比，信息通过相对高的人气度的节点更容易传送到目的地；人气度Popx由下面的公式表示，其中，q是节点x遇见的节点数量，Fri(x,y)是节点x和节点y的友谊度；b3.人气度等级将人气度按值从小到大排列，选择2个阈值，可以将人气度分为3个人气度等级{1,2,3}；节点由人气度值Popx的大小，判断属于某一个等级；如果设定{Pth,1,Pth,2}作为人气度阈值，节点x的人气度等级Rankx可由公式判断属于3个等级{1,2,3}中的哪一个；b4.关系度关系度描述节点与相对高人气度等级的节点之间的关系，节点的关系度越高，遇到高人气度节点的概率越高，两个节点通过高人气度节点建立联系的可能性越高；假设人气度等级设为三级，则以下公式用于计算关系度；其中，Relationx表示关系度，Fri(x,m),l表示节点x与其遇到的人气度等级为l的节点之间的友谊度，1≤l≤3，m＝i,j,k，1≤i≤N1,1≤j≤N2,1≤k≤N3，其中，Nn是节点x遇到的人气度等级为l的节点的数量，1≤n≤3，wl是每个人气度等级的权重因子，后续仿真中，一般按w1＜w2＜w3设定值的大小；所述的c.基于活跃度与能量的信息转发路由策略：c1.信息产生后，从路由检测，路由建立，路由保持到信息传送的全过程都存在能量消耗，将一条信息成功传送到目的地需要的能量是每一跳所需能量的总和；成功传递一条信息所需的平均能量消耗Energyi，由下面公式得到，其中，e0是每一跳所需的能量，hopsi是从信息产生的源节点到目的节点所需的总跳数，Energyi＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，其特征在于该路由方法由三个部分组成：a.建立移动模型；b.构建节点的活跃度指示参数；c.基于活跃度与能量的信息转发路由策略；将每个手持无线通信设备的人视为一个节点，利用节点间的相遇信息，建立节点的活跃度指标，依据活跃度情况，设定活跃度阈值，制订路由策略，考虑典型的信息传送性能指标和能量消耗之间的关系，寻求优异的信息传送性能与能量消耗比。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，其特征在于该路由方法由三个部分组成：a.建立移动模型；b.构建节点的活跃度指示参数；c.基于活跃度与能量的信息转发路由策略；将每个手持无线通信设备的人视为一个节点，利用节点间的相遇信息，建立节点的活跃度指标，依据活跃度情况，设定活跃度阈值，制订路由策略，考虑典型的信息传送性能指标和能量消耗之间的关系，寻求优异的信息传送性能与能量消耗比。


2.根据权利要求1所述的基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，其特征在于所述的活跃度包括友谊度、人气度、人气度等级、关系度。


3.根据权利要求1所述的基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，其特征在于所述的性能指标包括平均能量消耗、信息传送跳数、信息传送成功率、信息平均延迟。


4.根据权利要求1所述的基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，其特征在于所述的a.建立移动模型:
a1.将仿真区域设定为较大的正方形区域，在此区域内设定若干面积小于仿真区域的小正方形区域为社区，将每个手持无线通信设备的人视为一个节点，若干节点在仿真区域中活动；将某个节点以相对高的概率去的三个社区，定义为该节点的三个喜爱社区；节点以相对低的概率去其他社区，每个节点去三个喜爱社区的总概率为0.9，每个节点的三个概率值在移动模型建立初期随机产生，产生后不再改变，节点去往其他社区的总概率为0.1；节点在移动模型建立初期位于三个喜爱社区中的一个，并按概率选择一个目的社区；节点的运动方向为初始社区到目的社区的直线方向，运动速度在规定的最大速度与最小速度之间随机选取，一旦节点到达目的社区，会在该社区内停留一段时间，时间到后，再次重复之前的动作；
a2.两种情况下，认定节点相遇：第一种是在两个节点的距离小于一定距离时，由于节点使用无线通信设备，认为可以检测到另一个节点；另一种是当检测时刻，两个节点位于同一个社区，由于停留时间的存在和同一社区交流的便捷，认为两个节点可以相遇。


5.根据权利要求1所述的基于结点活跃度与能量因素的移动社会网络路由方法，其特征在于所述的b.构建节点的活跃度指示参数：
b1.友谊度
节点间的友谊度与相遇频率和相遇间隔有关，相遇频率指两节点间的相遇次数，相遇间隔指两次相遇间的时间，在一段时间0到T内,如果两个节点遇见m次，第k次和第k+1次相遇的时间间隔为tk，k＝1,2...m-1，将两次相遇间隔时间tk从小到大排列，组成集合{t'1,t'2,...,t'm-1}，集合中前后两个值的差为Δtj＝t'j+1-t'j，j＝1,2...m-2，则节点x和节点y的友谊度Fri(x,y)表示为



b2.人气度
节点的人气度受其遇到的节点影响，特别是受该节点遇到的节点数量和该节点与其他节点的友谊度影响，与相对低的人气度的节点相比，信息通过相对高的人气度的节点更容易传送到目的地；人气度Popx由下面的公式表示，其中，q是节点x遇见...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽薇，
申请(专利权)人：东南大学成贤学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32