专利名称：基于连通时序的多路径路由选择方法
技术领域：
本发明属于无线通信领域，涉及一种路由选择方法，特别涉及一种适用于在深空通信中时延容忍网络DTN的多路径路由选择方法。
背景技术：
时延容忍网络简称为DTN(Delay-Tolerant Networks)，是一种具有高时延、低数据速率特点的间断性连通网络。在深空环境下，由于网络的复杂性和动态性，端到端路径呈现出间断连通的特点，所以深空网络是一种典型的DTN。在这种特殊的网络环境下，受限的节点资源和链路资源决定了端到端的数据传输只能通过节点的存储转发策略实现。现有的DTN路由方法大多是建立在单路径路由的基础上，在源节点和目的节点之间寻找一条时延最短、递交率最高的最优路径进行数据的传输。Tamer Abdelkader, Kshirasagar Naik, Amiya Nayak 在"Choosing the Objective of Optimal RoutingProtocols in Delay Tolerant Networks”中提出，根据最小端到端延迟、源端到目的端的最小跳数和网络可传递的最大容量三个参数来计算并选择最佳路由。该路由方法只在一条路径上传输数据，由于深空网络中链路的不可靠性，会导致数据包的大量丢失。为克服上述缺点，有一些改进的DTN单路径路由方法中将等待传送的数据经一次或多次复制发送到备用路径上去，但只有一条路径能正确地传输数据，其他路径上传送的都是所发送数据段的备份数据。其中有一类被称为机会路由方法，最早的版本是传染路由(Epidemic routing)，它不需要获取节点的预测信息就直接把数据传送给相遇的节点。由于传染路由方法试图将每个消息发送到网络所有可能的路径上，因此每条消息被复制转发的次数很多，这将产生极大的冗余，浪费网络资源。还有一类是基于预测信息的路由方法，它可以根据所获取的节点之间相遇和节点位置的历史信息预测接下来使用哪一个节点。例如适合时延容忍网络的概率路由协议PROPHET (参考A. Lindgren，A. Doria，and 0. Schel' en, "Probabilistic routing in intermittentlyconnected networks，，，ACM SIGMOBILE Mobile Computing Communications Review, Volume 7Issue 3, July 2003), 它在路由选择过程中利用了节点以前的运动规律和节点之间递交数据的历史信息，依据节点对历史的连通频繁程度推测节点对当前及未来一段时间连通的概率，进而构建端到端路径。上述DTN单路径路由选择方法中只有一条路径能将数据正确地传输到目的端，复制数据包也是为了提高数据的成功递交率，这虽然包含多路径的思想，但是工作起来效率很低，在一段时间内所有链路上会传送相同数据，浪费链路资源。所以这些现有的单路径路由协议不能满足现在对于深空通信日益增长的需求。
发明内容
本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种适用于在深空通信中时延容忍网络DTN的多路径路由方法，以充分利用链路连通时序，选择多条路径进行传输，显著提高链路利用率和网络通过量。为实现上述目的，本发明的多路径路由选择方法，包括以下步骤1)根据星历表中星体的运动轨迹，在深空通信网络的链路连通周期T内，构建链路的原始连通时序图；2)根据连通时序图中链路的连通时间段，寻找出星体源端到目的端的所有可用路
径； 3)分别计算所有可用路径在周期T内的通过量和链路的有效传输时间段； 3. 1)把可用路径按跳数进行分类，分为两跳类路径和多跳类路径； 3. 2)计算两跳类路径S-X-D在周期T内的通过量和链路的有效传输时间段； 3. 2a)获取第一跳链路SX的连通时序Tsx和第二跳链路》)的连通时序Txd
权利要求
1. 一种基于连通时序的多路径路由选择方法，包括以下步骤1)根据星历表中星体的运动轨迹，在深空通信网络的链路连通周期T内，构建链路的原始连通时序图；2)根据连通时序图中链路的连通时间段，寻找出星体源端到目的端的所有可用路径；3)分别计算所有可用路径在周期T内的通过量和链路的有效传输时间段； 3. 1)把可用路径按跳数进行分类，分为两跳类路径和多跳类路径；·3. 2)计算两跳类路径S-X-D在周期T内的通过量和链路的有效传输时间段； 3. 2a)获取第一跳链路SX的连通时序Tsx和第二跳链路》)的连通时序
2.根据权利要求1所述的基于连通时序的多路径路由选择方法，其中，所述步骤1)中构建链路的原始连通时序图，是指根据星历表在深空网络中在链路连通的周期T内，由所有链路的连通时序图组成的图表。
3.根据权利要求1所述的基于连通时序的多路径路由选择方法，其中，所述步骤2)中根据连通时序图中链路的连通时间段，寻找出星体源端到目的端的所有可用路径，是指在链路的连通时序图中，任意一个节点的上一跳链路的第一个连通时间段的起始时刻，必须早于该节点下一跳链路的最后一个连通时间段的结束时刻，由满足这一条件的链路组成的路径即为可用路径。
4.根据权利要求1所述的基于连通时序的多路径路由选择方法，其中，步骤幻所述的对第N路径中的每一跳链路，首先构建该链路的冲突链路集合，是指以4个星体A、B、C和D 组成的深空通信网络为例，根据链路连通时序图可知路径A-B-D和路径A-C-D为可用路径， 分别计算两条路径的通过量thABD和thAm，若thABD > thACD则路径A-B-D作为第1路径，第一跳链路AB的冲突链路集合为{链路AB，链路AC}，第二跳链路BD的冲突链路集合为{链路 BD，链路 CD}。
全文摘要
本发明公开了一种时延容忍网络中多路径路由选择方法，主要解决现有的单路径路由协议链路资源利用率低这一问题。其实现步骤为①根据星历表中星体的运动轨迹，在深空通信网络的链路连通周期T内，构建链路的原始连通时序图；②根据连通时序图中链路的连通时间段，找出星体源端到目的端的所有可用路径；③分别计算所有可用路径在周期T内的通过量和链路有效传输时间段；④选取具有最大通过量的路径；⑤对所选路径的每跳链路修正连通时序，得到修正的链路连通时序图；⑥重复步骤②到⑤，直至链路连通时序图中无可用路径。本发明显著提高网络通过量和链路利用率，减少了链路间断性连通对数据传输的不利影响，可用于深空通信网络。
文档编号H04W40/02GK102316546SQ20111029370
公开日2012年1月11日 申请日期2011年10月2日 优先权日2011年10月2日
发明者侯蓉晖, 刘伟, 刘勤, 李建东, 李红艳, 杨春刚, 胡云, 赵林靖, 马英红, 黄鹏宇 申请人:西安电子科技大学