[发明专利]公交车载网络中最大化有效传输次数的调度决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种公交车载网络中最大化有效传输次数的调度决策方法。

背景技术

传统的无线网络路由协议是以源节点和目的节点之间存在端到端可靠链接为前提的。但是，在容迟网络中，由于节点的快速移动、节点密度稀疏等原因造成网络中一般不存在端到端的路径,因此，传统的无线网络路由协议已经不适用于容迟网络。公交车载网络是近年来容迟网络的一个具体应用场景，通常情况下，公共运输系统覆盖非常大的区域，可以用来传输消息。公交车载网络有许多应用场合，例如公交车的软件升级、广告、或者公交车之间相互传播信息等。因此，公交车载网络为司机和乘客的生活提供了更多的方便，为智慧城市建设提供一种重要的网络通信技术。

目前有许多关于公交车载网络中路由算法的研究。传染病路由算法是一种被广泛应用于车载网络中、携带数据包的节点将数据包转发给任何相遇的节点。在资源不受限制情况下，它在数据包的传递率、传递延迟等性能方面都达到最佳的，但同时以网络中存在大量冗余数据包拷贝为代价。文献^[5]中研究了移动模型对路由算法的影响。在意大利都灵城市公交车跟踪数据上，研究对于给定的数据包时延约束，如何为一对源节点和目的节点寻找数据包传输路径同时使得传递率最大。R2R(Route-to-Route)的路由算法利用公交车车载网络中不同路线公交车碰面规律可预见性的特点，为每一个数据包安排一个固定的传输路径。规定公交车载网络中每个节点只对同一个数据包转发K次从而减少网络中数据包拷贝数目。

但是，公交车载网络方面的研究工作一般是假设当一辆公交车遇到另外一辆公交车时，它们就可以随时通信，很少有工作研究当一辆公交车同时遇到几辆公交车时如何确定通信次序及其对网络性能产生的影响。我们通过从芝加哥市公交车运行轨迹数据的研究中发现：大量存在两辆以上的公交车同时碰面情形，我们设计一个调度算法来决定与邻居通信的顺序，以增加有效传输次数，达到减少网络中数据包传输次数和提高传递率的目的。

发明内容

本发明正是针对现有技术的不足，提供一种公交车载网络中最大化有效传输次数的调度决策方法，决定与邻居通信的顺序，以增加有效传输次数，达到减少网络中数据包传输次数和提高传递率的目的。

为了解决上述技术问题，本发明实现的技术方案如下：公交车载网络中最大化有效传输次数的调度决策方法，包括如下过程：

(1)、利用图论理论构建公交车载网络模型：将一个公交车载网络抽象成一个加权无向图G，G＝(V,E,R),其中，V是网络中节点集合，E是链路集合，R是时间集合；对于V中的两个节点i和j，如果它们相遇过，那么它们之间存在边(i,j)∈E；任给i,j∈V，R(i,j)＝R_i,j权值表示节点i和j之间平均接触间隔时间；

(2)根据公交车运行轨迹数据，运用弗洛伊德算法求出两公交车之间的最小平均接触间隔时间T(i,j)：在构建模型的加权无向图G上,根据弗洛伊德最短路径算法，得到任意两个节点i和j之间最小平均接触间隔时间T(i,j)＝T_i,j，该值为节点i和j之间期望延迟；

(3)公交车载网络中有N个节点，空闲邻居即是不含有数据包的节点邻居，统计节点空闲邻居集合F_i、携带数据包集合P_i和已接收数据包集合S_i：

(3A)、对于一个空闲的节点i(1≤i≤N)，它的所有空闲邻居集合其中f_i是节点i的空闲邻居的数目；

(3B)、节点i当前携带数据包集合其中m_i表示节点i当前携带的数据包数目；

(3C)、节点i到目前为止已接收数据包集合S_i(1≤i≤N)；

(4)计算节点携带数据包对应的拷贝数目及目的节点：

(4A)、计算节点i处携带数据包p_i,k拷贝数目r_i(p_i,k)(1≤k≤m_i)；

(4B)、对节点i，根据二分散发和等待路由算法，按照调度顺序将包p_i,k当前剩余拷贝数量一半交付邻居，得到节点i缓冲区中携带数据包p_i,k对应的目的节点d(p_i,k)(1≤k≤m_i)；

(5)迭代求出满足最大化有效传输次数的邻居调度方案：