本發(fā)明涉及容遲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法屬于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在容遲網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)有的節(jié)點搜尋和數(shù)據(jù)通信方法一般分為三類：(1)基于概率的路由，該類路由一般選擇具有更高概率遇見目的節(jié)點的節(jié)點作為中繼節(jié)點，卻忽視了一些節(jié)點雖然遇到目的節(jié)點的概率不高但是具有很高將數(shù)據(jù)帶到更加靠近目的節(jié)點的能力；(2)基于社會關(guān)系的路由，該類路由通過朋友關(guān)系和相遇信息來搜尋目的節(jié)點，然而一個節(jié)點所能遇到的節(jié)點和朋友數(shù)量畢竟是有限的；(3)基于地理位置的路由，該類路由記錄節(jié)點的歷史移動信息來描述節(jié)點的移動模式。

然而在實際的網(wǎng)絡(luò)通信中，由于節(jié)點的移動信息數(shù)據(jù)量龐大，上述的三種方法都無法適應實際網(wǎng)絡(luò)的移動信息數(shù)據(jù)量大的特點，無法滿足既能節(jié)省存儲空間又能提高追蹤效率的容遲網(wǎng)絡(luò)通信要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，該搜尋方法給出了一種根據(jù)節(jié)點日常習慣分析來對節(jié)點移動模式進行準確描述的新方法，該方法在降低存儲空間的前提下，提高了節(jié)點搜尋的效率，從而增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐哆f率并且降低了數(shù)據(jù)傳輸時延。

一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，從源節(jié)點所在的具有多個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中搜尋目的節(jié)點，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，根據(jù)節(jié)點的訪問熱點將網(wǎng)絡(luò)分為多個分區(qū)，每個分區(qū)分別設(shè)置有一個地標設(shè)備和至少一個訪問熱點，源節(jié)點的地標設(shè)備為源地標設(shè)備；

步驟二，根據(jù)節(jié)點的日?；顒恿晳T分析獲得包含節(jié)點在不同時段、不同分區(qū)的停留概率的原始停留概率表和包含節(jié)點在不同分區(qū)之間相互轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移概率和轉(zhuǎn)移路線的原始轉(zhuǎn)移概率表；

步驟三，將步驟二中原始停留概率表和訴訟原始轉(zhuǎn)移概率表精簡為簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表，簡化停留概率表包含原始停留概率表中停留概率高于預設(shè)值的停留信息而簡化轉(zhuǎn)移概率表包含簡化停留概率表中包含的分區(qū)之間相互轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移概率信息；

步驟四，將原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表分配給第一個分區(qū)的第一地標設(shè)備保存，并將簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表發(fā)送給第二個分區(qū)的第二地標設(shè)備保存，第一地標設(shè)備位于簡化停留概率表所包含的分區(qū)中，第二地標設(shè)備位于簡化停留概率表所包含的分區(qū)之外；

步驟五，判斷源節(jié)點所在的當前分區(qū)的源地標設(shè)備是否保存有目的節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表，當判斷為是時，源地標設(shè)備采用跟蹤機制來尋找目的節(jié)點，當判斷為否時，源地標設(shè)備采用機會路由機制來尋找目的節(jié)點。

本發(fā)明提出的的基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，原始停留概率表包括短期停留概率和長期停留概率，短期停留概率是一個節(jié)點在特定時段在某個分區(qū)內(nèi)停留的概率，長期停留概率為節(jié)點從網(wǎng)絡(luò)啟動開始到當前時段在某個分區(qū)的停留概率。

本發(fā)明提出的的基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，簡化停留概率表包含原始停留概率表中短期停留概率為0.8-1.0以及長期停留概率為0.08-1.0的停留信息。

本發(fā)明提出的的基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，步驟五中跟蹤機制包括以下步驟：源地標設(shè)備根據(jù)節(jié)點的訪問記錄判斷目的節(jié)點是否仍在當前分區(qū)，當判斷為是時，則通過向目的節(jié)點靠近的節(jié)點與該目的節(jié)點直接通信來完成搜尋工作，否則進入下一步；根據(jù)目的節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表查找目的節(jié)點在訪問記錄中的下一個時段的可能轉(zhuǎn)移路徑，并通過這些可能轉(zhuǎn)移路徑來追蹤目的節(jié)點。

本發(fā)明提出的的基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，步驟五中機會路由機制包括以下步驟：

步驟S5-1，源地標設(shè)備根據(jù)目的節(jié)點的簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表確定一個目的節(jié)點在當前時段最可能停留的分區(qū)作為目標分區(qū)；

步驟S5-2，源地標設(shè)備根據(jù)自己所保存的停留概率表和轉(zhuǎn)移概率表計算出當前時段各個分區(qū)間的節(jié)點流量，并根據(jù)各個分區(qū)之間的距離和節(jié)點流量計算出從當前分區(qū)到目的節(jié)點所在的目標分區(qū)的多條最優(yōu)路徑；

步驟S5-3，源地標設(shè)備根據(jù)節(jié)點的傳輸能力選擇多個中繼節(jié)點將源節(jié)點的數(shù)據(jù)攜帶至目標分區(qū)，傳輸能力與節(jié)點轉(zhuǎn)移到多條最優(yōu)路徑上的概率相關(guān)；

步驟S5-4，當中繼節(jié)點轉(zhuǎn)移到最優(yōu)路徑上的一個分區(qū)后，該分區(qū)的地標設(shè)備運行步驟五，直至完成對目的節(jié)點的搜尋工作。

本發(fā)明提出的的基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，步驟S5-2中根據(jù)各個分區(qū)之間的距離和節(jié)點流量根據(jù)Dijistra算法計算出從當前分區(qū)到目的節(jié)點所在的目標分區(qū)的多條最優(yōu)路徑。

本發(fā)明提出的的基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，步驟四中將簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表發(fā)送給第二地標設(shè)備保存的方法包括：第一地標設(shè)備為節(jié)點選擇與該節(jié)點移動習慣不同的節(jié)點，并將該節(jié)點的簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表發(fā)送給第二地標設(shè)備。

發(fā)明作用和效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，由于該方法通過分析節(jié)點的日常習慣來獲取節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表，這樣實現(xiàn)了對節(jié)點的移動模式的準確描述；又由于該方法將原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表進行簡化，形成簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表，并將原始信息和簡化信息存儲在不同的地標設(shè)備中，這樣做減少存儲開銷，也方便了采用不同的節(jié)點搜尋機制進行目的節(jié)點的搜尋。

另一方面，由于源節(jié)點所在當前分區(qū)的源地標設(shè)備根據(jù)是否保存有目的節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表的兩種情況來進行區(qū)分，如果保存有則源地標設(shè)備采用跟蹤機制來尋找目的節(jié)點，否則該源地標設(shè)備采用機會路由機制來尋找目的節(jié)點，根據(jù)不同情況采用不同的機制來進行搜尋跟蹤，可以實現(xiàn)在降低存儲空間的前提下提高節(jié)點搜尋效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例中的原始停留概率表示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中的原始轉(zhuǎn)移概率表示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中的節(jié)點跟蹤機制示意圖；以及

圖5為本發(fā)明實施例中的機會路由機制示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖及實施例對本發(fā)明所涉及的一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法作詳細的描述。

實施例

圖1為本發(fā)明實施例中的一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法的流程圖。

如圖1所示，一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法具有以下步驟：

步驟S1，根據(jù)節(jié)點的訪問熱點將網(wǎng)絡(luò)分為多個分區(qū)，每個分區(qū)分別設(shè)置有一個地標設(shè)備和至少一個訪問熱點，源節(jié)點的地標設(shè)備為源地標設(shè)備。

圖2為本實施例中的原始停留概率表示意圖。

圖3為本實施例中的原始轉(zhuǎn)移概率表示意圖。

步驟S2，根據(jù)節(jié)點的日?；顒恿晳T分析獲得包含節(jié)點在不同時段、不同分區(qū)的停留概率的原始停留概率表和包含節(jié)點在不同分區(qū)之間相互轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移概率和轉(zhuǎn)移路線的原始轉(zhuǎn)移概率表。

如圖2所示，原始停留概率表包括短期停留概率和長期停留概率，短期停留概率是一個節(jié)點在特定時段在某分區(qū)內(nèi)停留的概率，例如節(jié)點N_i在時段在分區(qū)A_m停留的平均時長為那么N_i在時段在分區(qū)的短期停留概率為計算公式為長期停留概率為節(jié)點從系統(tǒng)啟動開始到當前時段在某分區(qū)的停留概率，節(jié)點N_i在時段在分區(qū)A_m的長期停留概率為其計算公式為：

如圖3所示，原始轉(zhuǎn)移概率表中包含節(jié)點的轉(zhuǎn)移概率和轉(zhuǎn)移路徑，其中轉(zhuǎn)移概率與節(jié)點在兩個相鄰時段的短期停留概率相關(guān)，例如節(jié)點N_i從分區(qū)A_m轉(zhuǎn)移到A_h的轉(zhuǎn)移概率為它等于N_i在時段在A_m的短期停留概率與N_i在時段在A_h的短期停留概率的乘積：

步驟S3，將步驟S2中原始停留概率表和訴訟原始轉(zhuǎn)移概率表精簡為簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表，簡化停留概率表包含原始停留概率表中停留概率高于預設(shè)值的停留信息而簡化轉(zhuǎn)移概率表包含簡化停留概率表中包含的分區(qū)之間相互轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移概率信息。本實施例中，簡化停留概率表包含原始停留概率表中短期停留概率為0.8-1.0以及長期停留概率為0.08-1.0的停留信息。

步驟S4，將原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表分配給第一個分區(qū)的第一地標設(shè)備保存，并將簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表發(fā)送給第二個分區(qū)的第二地標設(shè)備保存，第一地標設(shè)備位于簡化停留概率表所包含的分區(qū)中，第二地標設(shè)備位于簡化停留概率表所包含的分區(qū)之外。將簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表發(fā)送給第二地標設(shè)備保存的方法包括：第一地標設(shè)備為節(jié)點選擇與該節(jié)點移動習慣不同的節(jié)點，并將該節(jié)點的簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表發(fā)送給第二地標設(shè)備。為了說明上述的節(jié)點移動習慣，這里提出兩種非相似度來評價節(jié)點之間移動習慣的差異程度。例如，對于節(jié)點N_i和N_j，分區(qū)集S_j包含N_j的簡化停留概率表中的所有分區(qū),和分別表示擁有和沒有N_i的原始停留概率表的分區(qū)集，和M(S_j)分別表示和這兩個分區(qū)集中分區(qū)的數(shù)量。表示和S_j的交集分區(qū)個數(shù)，那么關(guān)于N_i和N_j的兩個非相似度分別為和他們的計算公式分別為：和

步驟S5，判斷源節(jié)點所在的當前分區(qū)的源地標設(shè)備是否保存有目的節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表，當判斷為是時，源地標設(shè)備采用跟蹤機制來尋找目的節(jié)點，當判斷為否時，源地標設(shè)備采用機會路由機制來尋找目的節(jié)點。

跟蹤機制包括以下步驟：

首先，源地標設(shè)備根據(jù)節(jié)點的訪問記錄判斷目的節(jié)點是否仍在當前分區(qū)，當判斷為是時，則通過向目的節(jié)點靠近的節(jié)點與該目的節(jié)點直接通信來完成搜尋工作，否則進入下一步。

然后，根據(jù)目的節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表查找目的節(jié)點在訪問記錄中的下一個時段的可能轉(zhuǎn)移路徑，并通過這些可能轉(zhuǎn)移路徑來追蹤目的節(jié)點。

圖4為本實施例中的節(jié)點跟蹤機制示意圖。

下面結(jié)合圖4來舉例說明跟蹤機制的運行過程。

如圖4所示，節(jié)點N₄的當前分區(qū)為A₅，它想發(fā)送數(shù)據(jù)到節(jié)點N₅，于是它發(fā)送了一個數(shù)據(jù)發(fā)送請求給A₅的地標設(shè)備，A₅的地標設(shè)備在接到請求后，查詢N₅的訪問記錄，發(fā)現(xiàn)N₅已經(jīng)離開，但該地標設(shè)備擁有N₅的原始停留概率表和轉(zhuǎn)移概率表，通過分析這兩個表發(fā)現(xiàn)N₅在離開A₅以后有三條可能的轉(zhuǎn)移路徑，分別為A₅→A₆→A₇→A₈，A₅→A₁₀→A₁₁和A₅→A₉→A₁₃，于是A₅的地標把數(shù)據(jù)發(fā)送給接下來去往A₆,A₉和A₁₀的節(jié)點。如果A₁₀的地標設(shè)備擁有更新的N₅的訪問記錄，那么A₁₀的地標設(shè)備將繼續(xù)追蹤N₅，A₆和A₉沒有更新的N₅的訪問記錄，則停止追蹤。

機會路由機制包括以下步驟：

步驟S5-1，源地標設(shè)備根據(jù)目的節(jié)點的簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表確定一個目的節(jié)點在當前時段最可能停留的分區(qū)作為目標分區(qū)。

步驟S5-2，源地標設(shè)備根據(jù)自己所保存的停留概率表和轉(zhuǎn)移概率表計算出當前時段各個分區(qū)間的節(jié)點流量，并根據(jù)各個分區(qū)之間的距離和節(jié)點流量計算出從當前分區(qū)到目的節(jié)點所在的目標分區(qū)的多條最優(yōu)路徑。根據(jù)各個分區(qū)之間的距離和節(jié)點流量根據(jù)Dijistra算法計算出從當前分區(qū)到目的節(jié)點所在的目標分區(qū)的多條最優(yōu)路徑。在步驟S5-2中，根據(jù)節(jié)點的轉(zhuǎn)移概率來計算分區(qū)之間的節(jié)點流量，如果用F_n(A_m→A_h)來表示A_m去到A_h的節(jié)點流量，其計算公式為

步驟S5-3，源地標設(shè)備根據(jù)節(jié)點的傳輸能力選擇多個中繼節(jié)點將源節(jié)點的數(shù)據(jù)攜帶至目標分區(qū)，傳輸能力與節(jié)點轉(zhuǎn)移到多條最優(yōu)路徑上的概率相關(guān)。在選擇最優(yōu)路徑時，我們定義了一個衡量分區(qū)間的傳輸能力的指標，它與分區(qū)間的節(jié)點流量和分區(qū)間的距離相關(guān)，例如A_m和到A_h之間的傳輸能力指標為SD_n(A_m→A_h)，其計算公式為根據(jù)節(jié)點的短期停留概率來判斷節(jié)點的傳輸能力，例如，S_Hi表示節(jié)點N_i在時段將要去向的分區(qū)集合，S_FS表示最優(yōu)路徑上的分區(qū)結(jié)合，那么N_i的傳輸能力為ND_ni，其計算公式為：

步驟S5-4，當中繼節(jié)點轉(zhuǎn)移到最優(yōu)路徑上的一個分區(qū)后，該分區(qū)的地標設(shè)備運行步驟五，直至完成對目的節(jié)點的搜尋工作。

圖5為本實施例中的機會路由機制示意圖。

下面結(jié)合圖5來舉例說明機會路由機制的運行過程。

如圖5所示，節(jié)點N₆的當前分區(qū)為A₁，想發(fā)送數(shù)據(jù)到N₇，N₆發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送請求給A₁的地標設(shè)備。由于A₁的地標設(shè)備只有N₇的簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表，通過分析這兩個表發(fā)現(xiàn)N₇在當前時段最優(yōu)可能停留在A₁₆，所以A₁的地標設(shè)備選擇A₁₆作為目標分區(qū)，然后執(zhí)行機會路由機制。根據(jù)機會路由機制在A₁和A₁₆之間發(fā)現(xiàn)三條最優(yōu)路徑，分別為，A₁→A₆→A₁₁→A₁₆，A₁→A₆→A₇→A₁₁→A₁₆和A₁→A₅→A₁₀→A₁₅→A₁₆，然后選擇A₁中在當前時段最有可能轉(zhuǎn)移到這三條最優(yōu)路徑上的節(jié)點為中繼節(jié)點。

實施例的作用與效果

根據(jù)本實施例所涉及一種基于日常習慣分析的節(jié)點搜尋方法，由于該方法通過分析節(jié)點的日常習慣來獲取節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表，這樣實現(xiàn)了對節(jié)點的移動模式的準確描述；又由于該方法將原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表進行簡化，形成簡化停留概率表和簡化轉(zhuǎn)移概率表，并將原始信息和簡化信息存儲在不同的地標設(shè)備中，這樣做減少存儲開銷，也方便了采用不同的節(jié)點搜尋機制進行目的節(jié)點的搜尋。

另一方面，由于源節(jié)點所在當前分區(qū)的源地標設(shè)備根據(jù)是否保存有目的節(jié)點的原始停留概率表和原始轉(zhuǎn)移概率表的兩種情況來進行區(qū)分，如果保存有則源地標設(shè)備采用跟蹤機制來尋找目的節(jié)點，否則該源地標設(shè)備采用機會路由機制來尋找目的節(jié)點，根據(jù)不同情況采用不同的機制來進行搜尋跟蹤，可以實現(xiàn)在降低存儲空間的前提下提高節(jié)點搜尋效率。