[发明专利]一种社交信任度感知的协作无线网络数据传输方法

说明书

本发明涉及一种社交信任度感知的协作无线网络数据传输方法，旨在利用节点社交信任度及无线信道状态，提出了一个新颖的分析框架去建模数据传输过程，以此获知社交信任度影响下的CWN网络性能，如端到端传输能力。首先考虑节点之间的基本关系，即节点影响度和信任度；进而，利用社交信任度分析数据传输行为，得到数据成功传输概率；最后，基于社交信任度和信道状态，分析数据传输过程，推导出了平均端到端传输能力。与现有数据传输方法相比，本专利提出的方法能够充分地考虑节点社交信任以及信道状态变化，利用节点有限的存储资源，有效提高数据成功投递率，降低网络平均时延和网络负载率，提高网络性能。

技术领域

本发明涉及无线网络领域，尤其涉及协作无线网络中的数据传输。

背景技术

随着移动设备的大量普及，无线网络已经成为当今最为活跃的研究热点之一。区别于传统的有线网络，无线网络的传输媒介具有开放性和共享性，终端节点采用无线电技术进行数据传输，使得人们在连接网络时更加方便和自由。然而，受到无线网络频谱资源紧缺和节点快速移动等特性的影响，在数据传输过程中源节点和目的节点之间的端到端路径时常处于间断连接状态，在大多数情况下源节点无法将数据直接传输至目的节点。为了避免链路断裂所导致的数据传输中断问题，国内外研究人员提出了协作无线网络(Cooperation Wireless Network,CWN)体系架构，其核心思想在于利用无线网络中多个节点之间的相互协作，实现传输路径共享，以提高整个网络的传输能力，保证数据传输的可靠性。

显然，在CWN中数据传输的可靠性和高效性是关键问题。为了成功将数据传输至目的节点，可充分利用节点间的相遇机会，以“存储-携带-转发”的方式进行数据的协作传输，因此中继节点的传输能力对数据传输成功率以及网络资源利用率的优化至关重要。通常，针对CWN架构下的传输能力分析过程假设节点之间的连接服从随机均匀分布，然而，实际测量表明，节点运动过程并非如此，而是受到社会属性影响，具有较强的规律性，即相同或相似兴趣的节点之间的交互更加频繁，也更愿意为彼此提供传输服务。

对于CWN的数据传输性能，现有研究成果证实其受到多个因素的影响，如网络密度、节点移动性、信道状态等。一般地，对物理层参数进行修改可以提高数据传输性能，此外，CWN中节点的社会关系也扮演了重要角色，尤其在选择中继节点这方面更明显。因此，在数据传输过程中，中继节点的选择不仅需要考虑物理层因素，还需要分析节点间社会关系对它的影响。随着多媒体实时业务的广泛应用，传输能力对于评估网络的业务承载能力至关重要，直接影响数据传输的速率以及用户的体验(QoE)。因此，本专利在分析社会属性影响的前提下，对传输能力进行定量分析。

目前，国内外针对CWN数据传输方法做出了相关研究，其中，一种单链路协作通信的传输能力评估方法，对中继节点的选择过程进行了深入分析，但是并未考虑节点的社会属性，无法达到最优的传输性能，且该方法会产生较大的计算和能量开销，不适用于资源有限的协作无线网络中。一种利用随机网络演算将单链路数据传输过程转化为串行服务过程的方法，推导出了多跳无线网络中传输能力的上下界，然而忽略了节点间的交互过程。

这些方法在量化和推导传输能力时未能全面分析社会属性的影响情况，因此，为了进一步优化网络性能，提高数据传输的效率和可靠性，应考虑节点社会属性对数据传输能力的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：在协作无线网络中，由于受到设备的通信范围和能量限制，源节点和目的节点可能无法直接通信，有时数据需要经过其他节点多次协作传输。根据副本数量可将传输策略分为单副本传输和多副本传输，前者只占用少量资源就可以实现传输，但效率不高；而后者正好与之相反。针对上述问题，为有效保证CWN中数据传输的可靠性和高效性，以及社会属性对数据传输的影响，同时考虑到无线网络资源十分有限，单副本传输方式可以有效降低网络资源消耗，以单副本传输方式为模型，提出了一种社交信任度感知的协作无线网络数据传输方法。