[发明专利]DTN中继节点候选集选择方法

说明书

本发明公开了一种DTN中继节点候选集选择方法，节点扫描确定其邻居节点集；节点与其邻居节点交换元数据；节点根据交换的信息列表确定是否需要转发信息给该邻居节点，若需要转发信息到该邻居节点，则计算动态的能量阈值；节点将邻居节点的剩余能量与计算的能量阈值进行比较，若邻居节点的剩余能量不小于能量阈值，将该邻居节点作为中继节点的候选集，若邻居节点的剩余能量小于能量阈值，该邻居节点不被选择为中继节点。本发明通过动态能量阈值策略，排除了能量不足的节点作为中继节点的可能，更精准地确定中继节点的候选集，在保证相同网络递交率和延时的同时大大降低了网络开销。

技术领域

本发明涉及无线网络通信技术领域，具体地指时延容忍网络(DTN)技术中，一种DTN中继节点候选集选择方法。

背景技术

DTN主要应用在军事、航空、动物行迹研究等领域。DTN通信中不存在端到端的路径、链路时断时续、网络拓扑结构时刻变化，并且节点具有移动性、节点的资源严重受限，因此，DTN中数据通信具有一定的挑战。研究表明，DTN通信中95％以上的信息都需经由中继节点的转发才能最终传送到目的节点，中继节点的选择问题一直是研究的重点与难点。

DTN中，通信设备节点受自身硬件、成本、体积、环境等因素影响，节点的能量一般都是有限的。在通信过程中，节点的能量会在信息的转发与接收和发现邻居节点的过程中大量的消耗，若节点的剩余能量不足，信息就不能继续被传递；如果有大量的节点能量匮乏会直接导致网络瘫痪，影响正常的通信。节点的能量是DTN通信过程中不可忽略的一个因素。

发明内容

本发明所提出的一种基于动态能量阈值的DTN中继节点候选集选择方法，充分考虑邻居节点接收并转发信息过程的能耗及剩余能量，为选择更优的中继节点提供一种解决方案，进而在保持相同递交率和延时的基础上减小网络开销。

为实现上述目的，本发明所设计的一种DTN中继节点候选集选择方法，包括如下步骤：

1)节点扫描确定其邻居节点集；

2)所述节点与所述邻居节点集中的其中一个邻居节点交换元数据，所述元数据包括节点ID、节点剩余能量和节点信息列表；

3)所述节点根据邻居节点元数据中的节点信息列表确定是否需要转发信息给邻居节点，若需要转发信息到该邻居节点，转步骤4)，否则，转步骤6)；

4)所述节点根据即将转发的信息的大小计算该邻居节点接收并转发该信息需要消耗的能量，再加上该邻居节点完成一次扫描需要消耗的能量，得到能量阈值；

5)所述节点将邻居节点的剩余能量与计算的能量阈值进行比较，若邻居节点的剩余能量不小于能量阈值，转步骤7)，否则，转步骤6)；

6)该邻居节点不被选作中继节点；

7)将该邻居节点加入中继节点的候选集。

优选地，所述步骤2)元数据中节点剩余能量的计算公式为：

E_or(n′)＝E_or(n′-1)-E_c(Δt)

其中；E_or(n′)表示节点第n′次转发前的剩余能量，E_or(n′-1)表示节点在完成第n′-1次转发前剩余能量值，E_c(Δt)为Δt间隔期间节点能量消耗值，Δt为距离上一次转发的时间，E_c(Δt)包括节点完成第n′-1次信息转发消耗的能量和Δt内节点扫描邻居节点消耗的能量，n′为表示次数的自然数。