[发明专利]一种基于社交距离的DTN网络路由方法

说明书

本发明提出一种基于社交距离的DTN网络路由方法，将社会学中的社交距离的概念应用到DTN中，通过节点间产生接触的频率，次数，和规律性三个方面进行综合分析，给出了接触频率，平均维持时间，和规律性的定义公式，并对三个值进行了归一化，最后通过欧拉公式给出了社交距离的定义公式；在计算得到社交距离的基础上，取倒数作为权重，得到表示社交关系及其强度的加权图，并利用SimBetAge中的公式计算相似性和中间性，并利用SimBet的路由过程进行路由，结果表明，利用社交距离的倒数作为权重，可以明显提高数据包投递率，同时降低时延和开销。

技术领域

本发明涉及延迟容忍网络技术领域，尤其是一种基于社交距离的DTN网络路由方法。

背景技术

时延容忍网络(DTN)是一种基于存储转发机制的无线自组织网络，用于解决不存在稳定通信链路的无线网络中的通信问题.早期的DTN主要应用于没有通信基础设施、通信节点密度较为稀疏或节点移动速度较快、无法维护稳定的端到端连接的一些极端的网络环境下，如卫星网络、无线传感网络、车载网络等。DTN网络中消息传递使用的是“存储-携带-转发”的模式，路由算法主要研究的是消息在网络中如何快速的传递，并尽量降低时延和开销。由于节点间断的连通性和缺乏连续的端到端路径，路由问题是时延容忍网络(DTN)中一个具有挑战性的问题。此外，DTN的路由性能在很大程度上取决于节点的转发意愿和当前节点的网络资源。在DTN的许多实际应用中，移动社交网络(MSN)越来越受欢迎，因为MSN具有通过已部署和人工维护的设备进行协作数据收集的潜力。值得一提的是，社交网络方法也被应用于其他网络类蜂窝网络中。例如，当设备的携带者进入彼此的通信范围时，可以实现它们之间的连接。因此，有必要分析节点之间连接的频率和持续时间之间的关系，以便有效地进行路由。近年来，人们提出了许多基于社交网络的DTN路由算法，并取得了明显的性能提升。SimBet是第一个基于社交的DTN路由协议，利用相似性和中间性来选择中继节点。当两个节点相遇时，如果前一个节点与目的地具有更高的相似性，或者它具有更高的中间性，则消息被转发给它；否则，消息停留在当前节点。目标是找到目的节点的正确社区，在社区中节点彼此之间的相似性高于其他节点。为了让消息找到社区，使用中心节点(即具有较高中间性的节点)在社区之间传递它们。Bubble Rap使用类似的方法，该算法也利用中间性来寻找中心节点，直到数据包到达它们的社区。然而，这里的社区是由明确定义的社区检测算法得出的，而不是隐式地通过相似性获得。在计算社会度量(中间性、相似性，社区等)时，两者都使用二元图。SimBetAge中列出了使用DTN的二元图的缺点，并利用边的新鲜度表示权重。然而利用新鲜度表示节点间的关系强度仍然存在一些问题，所以研究节点间的社交关系，得到能够准确描述社交关系强度的参量，对提高DTN路由算法的效率有很大帮助。

发明内容

发明目的：本发明目的在于提供一种基于社交距离的DTN网络路由方法，实现在DTN网络中更加准确地描述节点间的社交关系。

技术方案：为实现上述技术效果，本发明提出以下技术方案：

一种基于社交距离的DTN网络路由方法，包括步骤：

(1)获取所述DTN网络中各路由节点之间在往期一段时间T内的接触信息；

(2)根据步骤(1)得到的接触信息计算时间段T内各路由节点之间的断开频率，记路由节点i、j之间的断开频率为ω_ij；

(3)根据步骤(1)得到的接触信息计算时间段T内各路由节点之间断开时间的平均值：

其中，δ_ij表示路由节点i、j之间的断开时间平均值，δ_ijk表示路由节点i、j之间第k次断开维持的时间；

(4)根据步骤(1)得到的接触信息计算时间段T内各路由节点之间的断开时间的标准差：