专利名称：基于位置感知的移动场景数据分发方法
技术领域：
本发明属于分布式存储技术领域，涉及一种移动云存储应用场景下的数据分发方法，尤其涉及一种基于位置感知的移动场景数据分发方法。
背景技术：
Internet及网络技术的飞速发展，海量数据的爆炸式增长，大大推动了分布式存储技术的进步，也给分布式存储系统提出了更好的要求。作为一种特殊的分布式存储系统，移动云存储系统同样需要满足高可靠性，自修复能力，安全性等要求，这就需要引入网络编码技术。应用网络编码，可以使系统引入冗余，实现容错，最终达到冗余量与容错之间的权衡；应用网络编码，可以使系统在有数据丢失时具有一定的自修复能力，最终实现最小化修复带宽；应用网络编码，可以保证邻近设备上信息的可靠性及数据传输过程中的安全性。随着宽带无线移动通信技术的进一步发展和web应用技术的不断创新，移动互联网业务和应用越来越流行，这给移动云存储系统的应用提供了契机。一种常见的架构就是多个移动设备共同连接到一个覆盖网络，并直接与邻近的移动设备相连。这一概念得到了现有技术的支持，覆盖网可以通过蜂窝链接或3G链接实现，移动设备之间的短距离链接则由IEEE802. 11实现。相比蜂窝链接，短距离链接需要较低的能量来覆盖几十米的距离，因此耗能更少，另外，移动设备的设计复杂性更低，对于设备商来说也更为便宜。因此，在移动场景下的数据分发方法中，可以利用移动设备间的联系与通信，通过他们的直接链接来部分取代蜂窝链接。由于移动场景的特殊性，也就是移动云存储系统中存储设备的移动性，使得场景内各节点状态时刻发生变化，这样，存储设备可能随时会离开移动场景范围，这又使系统变得更加不稳定。而存储设备的数目，位置分布，移动特性对系统的整体性能是有影响的，因此，移动场景下的数据分发需要重点考虑节点的位置信息，并通过位置变化与时间的关系推算其移动特性。另外，当有存储设备离开场景范围时还需要有一定的修复机制。这种移动场景下基于位置感知的数据分发方法具有非常重要的实用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于位置感知的移动场景下的数据分发方法，该方法利用移动设备之间的短距离链接部分取代基站与移动设备间的蜂窝链接，能够有效节省能耗。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下—种基于位置感知的移动场景数据分发方法，包括以下步骤I)基站统计其信号覆盖范围内的所有移动设备的相关信息，建立并维护节点信息表;2)基站根据选定的(n，k)再生编码将原始文件分为k个数据块，并通过编码得到n个编码块；
3)基站根据一定的选取机制依次选择n个移动设备作为存储节点并进行数据分发；4)其他移动节点与存储节点进行数据交换获取至少k个数据块，并通过解码恢复原始数据；5)当场景内有存储节点离开或失效时，由基站选定新的存储节点，并根据一定的修复机制进行数据修复。所述移动场景内的移动设备的位置，包括其在场景内的横纵坐标X-POS，y-pos。-这些信息基站可以统计并进行周期性更新。所述步骤3)具体包括3-1)更新每个移动节点的覆盖节点数，包括该节点信号覆盖范围^内的移动设备数目nQ,及该节点邻域Ir1 (rQ彡!T1彡2r0)内的移动设备数目Ii1 ；3-2)更新每个移动节点与邻近各存储节点i的距离Ai的权值L，它描述了节点邻域A内存储节点的密集度，L= Z T- ’若邻域内没有存储节点，则L=I;
权利要求
1.一种基于位置感知的移动场景数据分发方法，其特征在于，包括以下步骤 1)基站统计其信号覆盖范围内的所有移动设备的相关信息，建立并维护节点信息表； 2)基站根据选定的(n，k)再生编码将原始文件分为k个数据块，并通过编码得到η个编码块； 3)基站根据一定的选取机制依次选择η个移动设备作为存储节点并进行数据分发； 4)其他移动节点与存储节点进行数据交换获取至少k个数据块，并通过解码恢复原始数据； 5)当场景内有存储节点离开或失效时，由基站选定新的存储节点，并根据一定的修复机制进行数据修复。
2.根据权利要求I所述的基于位置感知的移动场景数据分发方法，其特征在于，所述移动场景内的移动设备的相关信息，主要指其位置信息，包括其在场景内的横纵坐标χ-pos, y-poso
3.根据权利要求I所述的基于位置感知的移动场景数据分发方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括 3-1)更新每个移动节点的覆盖节点数，包括该节点信号覆盖范围Γ(1内的移动设备数目η0,及该节点邻域r! (rQ ^ T1 ^ 2r0)内的移动设备数目Ii1 ； 3-2)更新每个移动节点与邻近各存储节点i的距离Ai的权值L = Σ T- ’权值L描Node(I)Sr1 八 i述了节点邻域^内存储节点的密集度，若邻域内没有存储节点，则L=I; 3-3)更新每个节点的活跃度V，并记录最大值Vmax，节点活跃度根据更新前的活跃度Vlast,更新前后节点的位置信息Χ-pos, y-pos与x, -pos, y’ -pos,时间间隔δ t与活跃度加权值 计算翻，v=a*Viast+(1-a)fi^H;ο. 3-4)计算每个节点的带权综合值R，所述带权综合值R描述最适合作为存储节点的移动设备，也就是说，基于贪婪算法，选取机制总是从剩余的移动节点中选取邻近节点较多，与其他存储节点相距较远，且活跃度较低的节点作为存储节点，R= PrOx^+ PrlX I M O + Pr2X J + ~ PrO ~ Prl ~ Prl)X - ’ Pr0，Prl，Pr2 分别为覆 NNLVmax盖节点数，邻域节点数及与邻近存储节点距离的权值； 3-5)选择带权综合值R最大的移动节点作为下一个存储节点，并将对应的编码块分发给该节点进行存储； 3-6)循环步骤3-1)至3-5) η次，直到η个编码块全部分发给η个存储节点。
4.根据权利要求I所述的基于位置兴趣的移动场景数据分发方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括 5-1)若有存储节点离开或失效，其上存储的数据块丢失，基站查看是否有其他移动节点已经获得该编码数据块，若有，则选择该节点作为新的存储节点，否则执行步骤5-2)；5-2)基站查看是否有已经获得较多编码数据块的移动节点，若有，则选择该节点作为新的存储节点，该节点通过与其他存储节点进行数据交换，恢复原始文件以获取丢失数据块并进行存储，否则执行步骤5-3)； 5-3)基站在失效存储节点附近重新选取一个新的移动节点，并将丢失数据块发送给该节点进行存储。
全文摘要
本发明公开了一种基于位置感知的移动场景数据分发方法,主要步骤包括基站统计其信号覆盖范围内的所有移动设备的位置等相关信息，建立并维护节点信息表；基站根据选定的(n,k)再生编码将原始文件分为k个数据块，并通过编码得到n个编码块；基站根据一定的选取机制选择n个移动设备作为存储节点并进行数据分发；其他移动节点与存储节点进行数据交换获取至少k个数据块，并通过解码恢复原始数据；当场景内有存储节点离开或失效时，由基站选定新的存储节点，并根据一定的修复机制进行数据修复。本发明能够降低带宽容量，有效节省能耗,实现容错，保证数据的安全性。
文档编号H04L1/00GK102624886SQ20121005359
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者周薇, 戴彬, 赵文文, 黄本雄 申请人:华中科技大学