[发明专利]基于目标追踪场景下边缘网络路由方法

说明书

本发明提出一种基于目标追踪场景下边缘网络路由方法。本发明主要包括三部分内容：初始状态网络构建，目标追踪的路由转发规则以及网络拓扑的动态构建。本发明克服传统TCP/IP协议和无线传感网络中的单节点过载以及应用通信高延时等缺点，使得边缘节点之间的协同在最低延时下完成，且保证了网络以较少的通信量完成任务，同时网络还支持节点动态弹性的扩展。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于目标追踪场景下边缘网络路由方法。

背景技术

边缘计算是在大数据时代尤其是在万物互联时代对云计算的扩展与补充，将传统的移动边缘端与云计算数据中心端完美的连接了起来。边缘计算是指在网络边缘执行计算的一种新型计算模式，其核心的理念是“计算应该更靠近数据的源头，可以更贴近用户”，极大的促进了如计算，存储以及网络等服务质量，降低了成本。但是边缘计算中极为关键的问题是移动边缘节点之间该如何构建网络；数据应该以何种路由协议进行转发，只有解决了这两个问题才能成功的构建出边缘网络实现节点间的网络通信。

边缘网络的出现一定程度上是为了弥补云计算高延时的缺点，大多数边缘网络应用都对延时十分敏感，尤其是目标追踪场景下的边缘网络，目前有关于边缘网络路由协议的相关研究还以物联网为基础，甚至还有一些边缘端节点在协同通信时还采用TCP/IP网络协议架构。对于传统的互联网通信，TCP/IP网络协议架构已经被证明表现非常出色，但是对于新型的移动边缘网络，传统的网络协议架构并不能满足节点移动的特性，且单一的主从模式很容易造成某些节点的网络过载，不利于网络的负载均衡。

无线传感网络路由协议是一种非主从的对等路由协议，可以克服传统的TCP/IP缺陷，并且在有些场景下的无线传感器可以小范围移动，和边缘网络有些相似。但是无线传感器的应用场景却与边缘网络的应用场景有很大不同，边缘节点对能量的消耗并不像无线传感器那样敏感，无线传感网络的通信协议很多都是以牺牲网络其他性能为代价而延长节点的生存时间，但这种代价在边缘网络中是却是不可接受的。

发明内容

对于移动边缘网络尤其是基于目标追踪场景下的多节点协同目标追踪，迫切希望一种新型的网络协议架构能够满足移动边缘计算的节点频繁移动、低延时、可扩展等特性。因此本发明希望边缘网络可以满足以下要求：

1.能实时满足网络节点的动态变化，组建网络的节点与目标都是实时变化的，网络也要能适应节点的动态变化。

2.网络必须支持节点数量的弹性变化。网络中的节点可能因为各种突发情况随时增加或随时减少，故网络必须对这种变化保持足够的敏感。

3.网络必须以最少的通信量完成目标追踪任务，这样能够高效利用网络带宽，增强网络的负载能力。

4.网络节点之间的通信应该以最快的速度传输到目标节点。对于无人驾驶这样的强实时应用必须以最快的速度予以应答，这样才能保证车辆间的安全。

本发明主要提出一种基于边缘网络目标追踪场景下的动态路由方法，该路由方法主要包括三个部分：初始状态网络构建，目标追踪的路由转发规则以及网络拓扑的动态构建。

本发明的具体步骤是：

步骤1.初始构建边缘网络

网络任意的两个边缘节点P₁(x₁,y₁)和P₂(x₂,y₂)都可以根据平面间两点的距离公式计算出P₁和P₂的距离d。

根据权值的计算规则，可以计算出P₁和P₂两点之间的权值w