[发明专利]一种兼顾网络节点能量和缓存的节点消息转发方法

说明书

一种兼顾网络节点能量和缓存的节点消息转发方法，将移动群智感知网络中的所有节点分成多个社区，在目的节点所在社区之外通过对比节点的全局度量，将消息转发给全局度量高的节点，在目的节点所在社区之内通过对比节点的局部度量，将消息转发给局部度量高的节点，每个节点的全局度量均根据该节点的全局中心度、节点剩余能量和剩余缓存得到，每个节点的局部度量均根据该节点的局部中心度、节点剩余能量和剩余缓存得到，发送消息的节点和接收消息的节点在转发消息之后，均根据其节点剩余能量和剩余缓存更新全局度量和局部度量。本发明的消息转发方法能够更加合理地指导节点的路由决策，提高网络整体性能，实现网络资源的优化配置。

技术领域

本发明涉及移动群智感知网络（MCSN），尤其是一种兼顾网络节点能量和缓存的节点消息转发方法。

背景技术

在最近几年，移动智能终端渗透到我们日常生活的方方面面。由于微电子技术和短距离无线通信的快速发展，移动终端携带丰富的传感器，可以直接与其他终端进行通信。许多在以前是无法实现的大规模感知任务，可以通过移动智能终端之间的相互协作而很容易的实现。这就意味着人们进入了群智感知时代，这种网络叫移动群智感知网络MCSN。对某些任务，感知数据可以被直接上传到服务器上或者感知平台上，然而还有许多其他的应用任务，由于各种原因如网络状态、代价等，感知数据必须通过无线多跳的方式进行投递。但是，由于终端的移动性，MCSN的一个主要特征是间断连接。为了解决这个问题，在MCSN中经常利用基于存储-携带-转发的无线多跳的机会数据传输模式来进行感知数据的收集。

存储-携带-转发的无线多跳数据机会传输模式在延迟容忍网络和机会网络中已经得到广泛深入的研究，其主要为了解决由节点的移动性所带来的链路间歇式连通性问题。在MCSN的弱连接状态下，机会数据传输的关键在于发现一个较好的中继节点选择策略。如何设计一个有效的机会路由机制成为MCSN中一个研究热点和难点。

Epidemic协议采用泛洪的方式向网络中扩散消息的副本，任意两个节点相遇，即相互交换各自缓存中没有的消息，这种机制在节点缓存与带宽无限的场景下有最优的延时性能，但在资源受限的机会式网络中，泛洪机制网络的负载最大，算法的可扩展性最差。大量的移动设备通常由人所携带，人的移动性对节点的接触情况不可避免地造成影响。因此，近期工作主要关注于人的社会属性对机会路由性能的影响。中心度、相似度、社区属性等都是很重要的社会属性。BubbleRap协议充分利用节点的中心度、社区等社会属性，网络性能有较好的提升，但由于在中继节点选择时没有考虑节点剩余能量和可用缓存等自身的属性，导致中心度高的节点很快耗尽能量和缓存而“死亡”，节点的存活率较低。EABubble协议虽然在考虑了节点的社会属性基础上，将节点的剩余能量也考虑进去了，但没有考虑节点的剩余能量，性能并没有很大的提升。

一个好的机会路由协议不仅要有尽可能高的成功投递率，还要尽可能低的网络时延和网络资源消耗如节点缓存、节点能量消耗、网络带宽等，尤其在网络资源和节点资源非常紧张的情况下更是如此。这就要求我们在协议设计时，综合考虑这些因素，不能顾此失彼。现有的机会路由机制都没有充分考虑节点的资源受限问题或者仅仅考虑了其中的一个因素，如何发明一种兼顾能量和缓存的机会路由协议是当前业界的重要研发课题之一。

发明内容

本发明的主要目的是公开一种兼顾网络节点能量和缓存的节点消息转发方法，克服现有移动群智感知网络中节点路由决策的缺陷，延长网络节点的寿命，提高网络整体性能，实现网络资源的优化配置。