基于移动节点轨迹的多目标优化数据传递方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于移动节点轨迹的多目标优化数据传递方法，该方法利用移动节点的移动统计信息和大量真实移动节点的轨迹信息来获取辅助数据传递相应的数据，把数据包的传递问题映射成多目标的马尔可夫决策过程，通过求解马尔可夫决策过程对多个路由指标的目标函数进行优化，最后按照求解得到的最优转发策略传递数据包，实现了一种高效的移动节点到移动节点(也适用于移动节点到基站和基站到移动节点的数据传递)的无线自组织网络数据传递方法。本方法不仅应用方式和领域更加广泛，而且通过对多个数据传递指标进行优化，提高了交付率，提高了数据传输效率，减少了数据传输错误率和消耗的网络资源，实现了更好的通信效果。
【专利说明】基于移动节点轨迹的多目标优化数据传递方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多目标优化数据传递方法，具体涉及一种基于移动节点轨迹的多目标优化数据传递方法，属于无线移动自组织网络领域。
【背景技术】
[0002]近年来，移动节点的数据传递方法在卫星通讯、车联网、交通事故预警、辅助驾驶、乘客之间信息共享等方面得到广泛应用。无线移动自组织网是由装配传感器设备的移动通讯设备、移动实体作为网络节点而组成的网络，可能还包括一些非移动的基础设施(比如路边单元，即RSU)。
[0003]由于无线移动自组织网络与传统的无线网络的区别，很多传统的无线网络中的数据传递方法无法直接应用于无线移动自组织网络。实现高效的数据传递是无线移动自组织网络中一个十分关键的问题。由于无线移动自组织网络中节点的高动态性的特点，数据传递具有一定的挑战性，主要表现在:1)无线移动自组织网中数据传递的指标主要有交付率、交付时延、网络开销等等，怎样去平衡和优化多个目标十分关键。2)移动实体的高动态性导致最优的数据传递路径可能不断变化，怎样利用已有信息和设备做出更好地路由选择也是一个关键问题。3)当转发路径预测错误时，进行什么样的错误恢复机制也至关重要。虽然无线移动自组织网中的数据传递仍然有一些挑战，但是该网的特点决定着网络中的节点的运动是有一定的规律的，比如车辆总是沿着道路行走等等。近年来，使用移动节点的轨迹信息辅助移动节点之间的数据传递是一个研究的热点方向。
[0004]随着GPS导航设备的应用，车辆的历史轨迹信息和道路交通统计可以方便地获得。目前，已经有学者提出一些车联网中数据传递的方法来提高车联网数据传递的效率。但是目前的一些方法都不能充分利用交通统计信息和车辆的轨迹信息，而且现有的方法都没能兼顾数据传递的多个指标。大部分方法只对交付时延进行优化忽略了网络开销，而有一些方法只看重网络开销。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，要充分利用移动节点的轨迹信息和统计方法对数据传递的多个目标进行优化，从而实现更真实、高效的移动节点到移动节点的无线自组织网络中的数据传递。
[0006]本发明为了解决上述技术问题，提出了一种基于移动节点轨迹的多目标优化数据传递方法。本方法技术方案的思想是利用移动节点的移动统计信息和大量真实移动节点的轨迹信息来获取辅助数据传递相应的数据，把数据包的传递问题映射成多目标的马尔可夫决策过程，通过求解马尔可夫决策过程对多个路由指标的目标函数进行优化，实现了一种高效的移动节点到移动节点(也适用于移动节点到基站和基站到移动节点的数据传递)的无线自组织网络数据传递方法。
[0007]本发明的具体实现步骤如下:[0008]一种基于移动节点轨迹的多目标优化的数据传递方法，该方法包括以下步骤:
[0009]步骤一、将数据传递问题映射为多目标的马尔可夫决策过程，该过程包括以下步骤:
[0010]a)将移动节点的可行走路网映射成一个有向图。如G = (I，E)，其中i e I表示路口 i，eiJ e E表示由路口 i到其邻居路口 j的路段；
[0011 ] b)根据自组织网络的特点选择移动节点行驶在路网中的路段上应遵循的模型，从而计算数据包在路段eu上传递所花的时延Clij以及网络开销匕；
[0012]c)计算数据包在路口 i处采取路由决策L时被向其邻居路口 j转发的概率Pij (31 i):
【权利要求】
1.一种基于移动节点轨迹的多目标优化的数据传递方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、将数据传递问题映射为多目标的马尔可夫决策过程，该过程包括以下步骤: a)将移动节点的可行走路网映射成一个有向图。如G= (Ι,Ε),其中i e I表示路口i，eiJ e E表示由路口 i到其邻居路口 j的路段； b)根据自组织网络的特点选择移动节点行驶在路网中的路段上应遵循的模型，从而计算数据包在路段eu上传递所花的时延Clij以及网络开销；c)计算数据包在路口i处采取路由决策^时被向其邻居路口 j转发的概率Pu(L):
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，时延Clii以及网络开销fu的计算模型如下:
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，α的值是0.9，但是α的值可以根据环境的变化而变化，在其他实际的无线自组织网络数据传递中可以事先根据需要确定好α的值，然后应用于相应的数据传递环境中。
【文档编号】H04W84/18GK103945486SQ201410129583
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】礼欣, 付茂才 申请人:北京理工大学