[发明专利]一种机会网络下的数据传输方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种数据传输方法，具体涉及一种机会网络下的数据传输方法。

背景技术

机会网络(opportunistic networks)是近年来出现的一种新型网络类型。在机会网络中，网络节点被分割成多个孤立的连通区域，源节点和目的节点之间可能不存在一条端到端的路径，节点移动使得节点与其它节点相遇而形成通信机会，数据随着节点的移动和在移动节点之间的转发而实现传输。这类网络的特点是虽然传输延迟较大，但数据传输成本低，特别适用在不易架设网络基础设施的环境。目前有很多应用容忍大的延迟，如非实时感知数据的收集、e-mail、图片和文件上传等应用。

机会网络从DTN网络(Delay Tolerant Network)发展而来。DTN网络是指能够容忍较大延时的网络，它起源于星际互连网络IPN(Inter PlanetaryNetworks)。DTN网络由多个独立的互联网络组成，每个独立的互联网络被称为DTN域，分别运行自己的通信协议，各个DTN域之间存在预期或随机的通信机会，由DTN网关负责它们之间的互连。相对于DTN网络，机会网络更为强调通过节点移动而形成的节点之间的通信机会，从而能够为原本非连通的区域提供数据传输服务。

机会网络的应用场景主要有自组车载网络，野生动物监测网络，农村地区以及游牧民族的Internet接入服务，军事战场网络等。目前机会网络下的数据传输算法主要分为两种：

1)基于复制的传输策略

机会网络具有传输链路不稳定的特点，通常情况下传输成功率较低。这类传输策略利用同一份消息在网络内散布多个拷贝的方法来增大传输成功率，减少网络传输延时。这类策略的代表算法有Epidemic、Spray and Focus，主要缺陷是网络负载较大。

2)基于感知信息的传输策略

当移动设备进入可通信范围时，该类策略通过收集和记录一些相对位置信息、能量信息、速度信息等感知信息，来预测移动设备和目标移动设备相遇的可能性。当进行数据传输时，将消息转发给和目标移动设备相遇概率更大的移动设备。这种策略的典型代表是utility-based算法，它虽然从一定程度上提高了传输成功率和传输时延，但是传输时延仍然较大，不能满足大多数应用场景的要求。

发明内容

本发明提出了一种机会网络下的数据传输方法。在网络局部区域拓扑较稳定的情况下，本方法采用一种由移动设备自组建立连通域的策略辅助路由。若拥有消息的移动设备和连通域内任意移动设备相遇时，可以迅速将消息转发给连通域内最有可能和目标设备相遇的移动设备，从而很大程度上减少了传输时延。同时，在数据传输过程中，本方法将基于复制和基于感知信息的传输策略结合起来，根据感知到的网络状况信息，动态地调整数据的复制和转发条件，在保证一定传输成功率的情况下，减小了数据传输过程中移动设备的能耗和网络负载，提高了移动设备间的转发效率，增强了机会网络技术的实用性。

本方法一种机会网络下的数据传输方法，包括如下步骤：

步骤1：感知信息收集。每个移动设备不断地、周期性地发送探测包，同时接收其它移动设备的探测包，并对接收的探测包进行统计和记录，计算设备的效用值，得到设备的感知信息表。

步骤2：根据感知的网络状况信息，判断邻近区域内的网络拓扑变化状况。当各邻居设备拓扑变化较稳定时，当前设备发出连通域建立请求来自组连通域，其邻居设备将计算与域头设备的本次相遇时长来判断是否加入连通域以及转发建立请求。若邻居设备加入连通域，则将其效用值表和路径信息发送给域头设备，域头设备计算域内效用表和域内路径表，并发送给域内其余设备，以辅助数据传输；否则转到步骤3。

步骤3：数据源设备首先设置数据消息的拷贝上限并设置原始消息为种子消息，拥有种子消息的移动设备根据本身的感知信息不断调整种子消息的拷贝上限，确定消息的复制状态。若种子消息的已拷贝数小于拷贝上限，则设置该种子消息为允许拷贝状态，否则，设置该消息为非拷贝状态。

步骤4：拥有数据消息的移动设备周期性的发送效用值探测包，包内包含数据消息的目标地址。

步骤5：邻居设备收到效用值探测包，若该设备是目标移动设备，则设置效用值为1并回复，此后拥有消息的移动设备将发送消息给该邻居设备，并转到步骤7；否则，若设备属于连通域内移动设备，则将连通域效用值回复给拥有消息的移动设备；若设备不属于连通域内移动设备，将感知信息表中的设备效用值打包成响应消息，回复给拥有消息的移动设备。