基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的dtn路由策略的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策 略。
【背景技術(shù)】
[0002] DTN(DelayTolerantNetworks)為延遲容忍網(wǎng)絡(luò)，在一些特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如星 際網(wǎng)絡(luò)、軍事Adhoc網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、車(chē)輛Adhoc網(wǎng)絡(luò)，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)的現(xiàn)象，導(dǎo) 致報(bào)文在傳輸過(guò)程中不能確保端到端的路徑，所WDTN通常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)惡劣或受干擾環(huán)境 下的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。
[0003] 有限通信資源環(huán)境下軍用/科用DTN網(wǎng)絡(luò)主要作用于科學(xué)考察、軍事任務(wù)和搶險(xiǎn) 救災(zāi)等重要行動(dòng)中，在該些行動(dòng)中往往會(huì)對(duì)通信策略提出更加嚴(yán)苛的要求。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí) 期，多國(guó)部隊(duì)通過(guò)對(duì)伊拉克人民軍的雷達(dá)、通信基站等重要戰(zhàn)略目標(biāo)進(jìn)行斬首式打擊，痛疾 了伊拉克人民軍的戰(zhàn)場(chǎng)指揮系統(tǒng)，由于通信資源極其稀缺，伊部隊(duì)并未快速進(jìn)入DTN狀態(tài)， 整個(gè)指揮網(wǎng)崩潰，兵敗如山倒。2008年漢川大地震，災(zāi)區(qū)進(jìn)出入道路與通信設(shè)備遭遇毀滅性 損壞，甚至在黃金救援時(shí)間內(nèi)與外界失去聯(lián)系，救災(zāi)官兵只能在極度危險(xiǎn)的情況下冒險(xiǎn)進(jìn) 行空投空降。上述事例中：網(wǎng)絡(luò)中的通信節(jié)點(diǎn)遭受劇烈損毀，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通路出現(xiàn)割裂，導(dǎo)致 戰(zhàn)場(chǎng)單位與救援人員無(wú)法直接相互通信，必須借助某個(gè)類(lèi)似于"通信兵"的單位達(dá)到基本的 通信要求，目前對(duì)類(lèi)似的DTN通信策略的研究很不成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于；針對(duì)有限通信資源環(huán)境下軍用/科用任務(wù)要求，設(shè)計(jì)基于直 屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略，采取排隊(duì)論對(duì)該路由策略進(jìn)行性能估算。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案；基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略，其具體步驟為： 步驟一：指揮部節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)代表指揮部數(shù)據(jù)源放出的傳輸 節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)8分布在近似圓弧上，初始路由序列為1、3、5、7、8、0，其中0代表指揮 部，傳輸信息序列為ml、m3、m5、m7、m8。
[0006] 步驟二；直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照路由表到達(dá)節(jié)點(diǎn)1，向節(jié)點(diǎn)1傳輸數(shù)據(jù)確認(rèn)完畢后，從 路由表中刪除1，從傳輸信息序列中刪除ml,繼續(xù)向節(jié)點(diǎn)3移動(dòng)，直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照上述步 驟依次到達(dá)節(jié)點(diǎn)3、5、7、8,將數(shù)據(jù)傳輸給節(jié)點(diǎn)8并確認(rèn)完畢后，路由序列為；0,傳輸信息序 列被清空。
[0007] 步驟H;直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)8返回指揮部，等待新的傳輸任務(wù)。
[0008] 直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)滿足W下幾點(diǎn)條件： Rulel;能夠存儲(chǔ)多條信報(bào)，并且在節(jié)點(diǎn)中記錄了目的節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)路徑，保證能 夠到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。
[0009] Rule2 ;到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后，能夠順利返回源節(jié)點(diǎn)。
[0010] Rule3 ;在有限時(shí)間內(nèi)完成Rulel與Rule2。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于：在軍用/科用場(chǎng)景中，由于通信狀況惡劣，信息最大存活 時(shí)間很短的條件下，相比于感染路由策略，直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)DTN路由策略能夠取得很好的傳 輸效果，即使在通信狀況逐漸改善，信息最大存活時(shí)間慢慢延長(zhǎng)時(shí)，直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)DTN路由 策略依舊具備較高的投遞率。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略簡(jiǎn)單場(chǎng)景圖。
[0013] 圖2是直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN模型示意圖。
[0014] 圖3單條信息作業(yè)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0016] 有限通信資源環(huán)境下軍用/科用的DTN網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，任務(wù)執(zhí)行區(qū)域內(nèi)的通訊資源 極度稀缺，幾乎沒(méi)有基站進(jìn)行支持，參加行動(dòng)的人員被分隔為若干組，分散在任務(wù)執(zhí)行半徑 內(nèi)的不同區(qū)域。此種情況可抽象為：行動(dòng)小組之間沒(méi)有端到端鏈路，必須借助直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行有限延遲的非實(shí)時(shí)信息傳輸。與其他借助agent節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸?shù)腄TN策略不同的是： 有限通信資源環(huán)境下軍用/科用的DTN網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下，要求每一個(gè)直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和其源節(jié)點(diǎn) 有唯一的從屬關(guān)系，參加行動(dòng)的人員不會(huì)裝備遠(yuǎn)距離通訊設(shè)備且都處于彼此視界之外，無(wú) 法用原始方法巧日旗語(yǔ)）進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。
[0017] 直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中的消息隊(duì)列類(lèi)似于排隊(duì)論中容量為S，服務(wù)規(guī)則類(lèi)似于M/M/1服 務(wù)隊(duì)列，根據(jù)QueuingTheory,計(jì)算消息延遲等價(jià)于求單獨(dú)消息作業(yè)時(shí)間與單條消息等候 時(shí)延，而求單獨(dú)消息作業(yè)時(shí)間和單條消息等候時(shí)延又依賴(lài)于求批量消息作業(yè)時(shí)間與批量消 息等候時(shí)延。
[001引如圖1所示，將指揮部，直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和各個(gè)行動(dòng)小組抽象為通信節(jié)點(diǎn)，該些節(jié)點(diǎn) 滿足： 1. 節(jié)點(diǎn)1至8在直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)行動(dòng)時(shí)保持對(duì)指揮部的相對(duì)靜止； 2. 指揮部知道節(jié)點(diǎn)1至8的具體位置，并在直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的尋徑中體現(xiàn)出來(lái)。
[0019] 下面，結(jié)合圖1具體說(shuō)明一種基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略： 步驟一：指揮部節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)代表指揮部數(shù)據(jù)源放出的傳輸 節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)8分布在近似圓弧上，初始路由序列為1、3、5、7、8、0，其中0代表指揮 部，傳輸信息序列為ml、m3、m5、m7、m8。
[0020] 步驟二；直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照路由表到達(dá)節(jié)點(diǎn)1，向節(jié)點(diǎn)1傳輸數(shù)據(jù)確認(rèn)完畢后，從 路由表中刪除1，從傳輸信息序列中刪除ml,繼續(xù)向節(jié)點(diǎn)3移動(dòng)，直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照上述步 驟依次到達(dá)節(jié)點(diǎn)3、5、7、8,將數(shù)據(jù)傳輸給節(jié)點(diǎn)8并確認(rèn)完畢后，路由序列為；0,傳輸信息序 列被清空。
[0021] 步驟H;直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)8返回指揮部，等待新的傳輸任務(wù)。
[002引如圖2,直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略的模型參數(shù)為： (1)其中，pO為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，pi至pl7為參與行動(dòng)的小組節(jié)點(diǎn)。
[002引 似實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為現(xiàn)實(shí)生活中的12小時(shí)，合計(jì)43200砂，而0肥S中的時(shí)鐘設(shè)置 為1毫砂仿真現(xiàn)實(shí)中的1砂，因此一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程持續(xù)時(shí)間為43200毫砂即43. 2砂。
[0024] (3)直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度；1. 5單位長(zhǎng)度/毫砂。
[002引 （4)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)數(shù)目山直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)目山行動(dòng)小組節(jié)點(diǎn)數(shù)目；15。
[0026] (5)圓弧半徑為1 -個(gè)單位長(zhǎng)度。
[0027] (6)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)與直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型為高性能節(jié)點(diǎn)，具有更高的通信范圍和移 動(dòng)速度，數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)在本實(shí)驗(yàn)中保持靜止。行動(dòng)小組節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為低性能節(jié)點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)中保持 靜止。
[0028] 批量消息作業(yè)時(shí)間在直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN策略中的定義是；從直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)從數(shù) 據(jù)源節(jié)點(diǎn)離開(kāi)算起，一直到返回?cái)?shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)所消耗時(shí)間，等價(jià)于所有消息被送達(dá)或被遺棄 的時(shí)間總和。因此，可得出結(jié)論：?jiǎn)为?dú)消息作業(yè)時(shí)間由批量消息作業(yè)時(shí)間決定，因此計(jì)算批 量消息作業(yè)時(shí)間的期望與方差是計(jì)算單獨(dú)消息作業(yè)時(shí)間的必要條件。
[002引設(shè)馬尤:爲(wèi)足=…乂'是[0,。區(qū)間上按隨機(jī)分布取得的k個(gè)數(shù)值，滿足依次遞增，X.表示第i個(gè)行動(dòng)小組與傳輸路徑圓弧最左端的距離，即；X為行動(dòng)小組節(jié)點(diǎn)中最左端節(jié) 點(diǎn)，本.表示行動(dòng)小組節(jié)點(diǎn)中最右端節(jié)點(diǎn)，可得： 最大傳輸距離MaxLen= X: --i'l 定義F(X)為X的累積分布函數(shù)，f(X)為X的概率密度函數(shù)，由前文可知，X滿 足均勻分布（Uniformdistribution),貝ij;義的概率密度函數(shù)為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略，其特征在于：具體步驟為： 步驟一：指揮部節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)代表指揮部數(shù)據(jù)源放出的傳輸 節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)8分布在近似圓弧上，初始路由序列為1、3、5、7、8、0,其中O代表指揮 部，傳輸信息序列為ml、m3、m5、m7、m8 ; 步驟二：直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照路由表到達(dá)節(jié)點(diǎn)1，向節(jié)點(diǎn)I傳輸數(shù)據(jù)確認(rèn)完畢后，從路由 表中刪除節(jié)點(diǎn)1，從傳輸信息序列中刪除ml，繼續(xù)向節(jié)點(diǎn)3移動(dòng)，直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照上述步 驟依次到達(dá)節(jié)點(diǎn)3、5、7、8,將數(shù)據(jù)傳輸給節(jié)點(diǎn)8并確認(rèn)完畢后，路由序列為：0,傳輸信息序 列被清空； 步驟三：直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)8返回指揮部，等待新的傳輸任務(wù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略，其特征在于：所述的節(jié) 點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)8之間沒(méi)有端到端鏈路，其進(jìn)行有限延遲的非實(shí)時(shí)信息傳輸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略，其特征在于：在擁有N 個(gè)節(jié)點(diǎn)的仿真場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)中，隨機(jī)抽取一個(gè)節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，剩下的節(jié)點(diǎn)作為行動(dòng)小組節(jié) 點(diǎn)，假設(shè)數(shù)據(jù)源按泊松分布，期望為產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)并將數(shù)據(jù)報(bào)注入直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的消息序列 中，當(dāng)指數(shù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)離開(kāi)數(shù)據(jù)源時(shí)，將以勻速按路由順序到達(dá)傳輸目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，抵達(dá)傳輸目標(biāo) 時(shí)開(kāi)始注入相應(yīng)信息，消息序列清零時(shí)直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)將返回?cái)?shù)據(jù)源。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的DTN路由策略，其具體步驟為：1）指揮部節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)代表指揮部數(shù)據(jù)源放出的傳輸節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)8分布在近似圓弧上，初始路由序列為1、3、5、7、8、0，傳輸信息序列為m1、m3、m5、m7、m8；2）直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照路由表到達(dá)節(jié)點(diǎn)1，向節(jié)點(diǎn)1傳輸數(shù)據(jù)確認(rèn)完畢后，從路由表中刪除節(jié)點(diǎn)1，從傳輸信息序列中刪除m1，繼續(xù)向節(jié)點(diǎn)3移動(dòng)，直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)按照上述步驟依次到達(dá)節(jié)點(diǎn)3、5、7、8，將數(shù)據(jù)傳輸給節(jié)點(diǎn)8并確認(rèn)完畢后，路由序列為0，傳輸信息序列被清空；3）直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)8返回指揮部，等待新的傳輸任務(wù)。本發(fā)明的直屬數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)DTN路由策略能夠取得很好的傳輸效果。
【IPC分類(lèi)】H04L12-721
【公開(kāi)號(hào)】CN104753785
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310747672
【發(fā)明人】李千目, 倪辰辰
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月31日