一种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通信技术领域，具体设及一种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算 方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球空间研发的日益发展，庞大空间数据与有限频谱资源的冲突愈加严重。 为此，空间信息网络应运而生。它实现了大陆、海洋、天空，W及深空段异构网络资源的高效 整合，但也伴随着新的特点与挑战。
[0003] 空间信息网络拓扑动态变化，对其节点的位置预测成为关键。但现有节点移动轨 迹预测方法未考虑节点移动规则的时效性;空间信息网络节点能量受限，网络环境较为恶 劣，对节点间链路的开销和可靠性的优化成为另一个挑战点，但现有路由路径计算方法并 未考虑链路的开销和可靠性优化问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提出一种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方 法。
[0005] -种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，包括W下步骤：
[0006] 步骤1:对空间信息网络节点移动轨迹进行预处理：等分空间信息网络区域，将经 过相同区域的所述空间信息网络节点的移动轨迹整合为一条节点移动轨迹；
[0007] 步骤2:根据整合后的节点移动轨迹的支持度，确定空间信息网络的所有频繁移动 轨迹；
[000引步骤2.1:计算整合后的节点移动轨迹的支持度；
[0009] 步骤2.2:设定节点移动轨迹支持度阔值，将整合后的节点移动轨迹中支持度不小 于支持度阔值的单位移动轨迹作为频繁单位移动轨迹；
[0010] 步骤2.3:将经过相邻等分区域的两条频繁单位移动轨迹进行连接，生成长度为2 的移动轨迹，若该长度为2的移动轨迹的支持度不小于支持度阔值，则为长度为2的频繁移 动轨迹；
[0011] 步骤2.4:将可连接的两条长度为i的频繁移动轨迹进行连接，生成长度为i+1的移 动轨迹，若该长度为i+1的移动轨迹的支持度不小于支持度阔值，则为长度为i+ 1的频繁移 动轨迹，其中，i> 2;
[0012] 步骤2.5:判断空间信息网络区域内是否具有可连接的频繁移动轨迹，若是，返回 步骤2.4,否则，执行步骤2.6;
[0013] 步骤2.6:得到长度为k的频繁移动轨迹，确定空间信息网络的所有频繁移动轨迹；
[0014] 步骤3:根据空间信息网络的频繁移动轨迹，生成空间信息网络所有节点的移动规 贝IJ，建立其时空图模型；
[0015] 步骤3.1:将长度为k的频繁移动轨迹随机分成两个分段，将长度为k的频繁移动轨 迹进行k-1次分段，得到k-1个轨迹对；
[0016] 步骤3.2:计算频繁移动轨迹的两个分段之间的置信度；
[0017] 步骤3.3:设定置信度阔值，将置信度不小于置信度阔值且置信度最大的频繁移动 轨迹的两个分段，作为节点的移动规则；
[0018] 步骤3.4:重复步骤3.1-步骤3.3,确定空间信息网络所有节点的移动规则，建立空 间信息网络的时空图模型；
[0019] 步骤4:根据空间信息网络的时空图模型，计算空间信息网络的时空图模型中源节 点到目的节点的备选分组转发路径的开销和可靠度，从而确定空间信息网络的所有分组转 发路径；
[0020] 步骤4.1:获取空间信息网络的时空图模型的源节点到目的节点的每条备选分组 转发路径的各个链路的开销和可靠度；
[0021] 步骤4.2:计算空间信息网络的时空图模型的源节点和目的节点的每条备选分组 转发路径的开销和可靠度:将空间信息网络的时空图模型的源节点到目的节点的备选分组 转发路径的所有链路的开销的和作为该备选分组转发路径的开销，将空间信息网络的时空 图模型的源节点到目的节点的备选分组转发路径的所有链路的可靠度的乘积作为该备选 分组转发路径的可靠度；
[0022] 步骤4.3:设定可靠度阔值，将可靠度大于可靠度阔值的备选分组转发路径中开销 最小的路径作为该源节点到目的节点的分组转发路径；
[0023] 步骤4.4:更新空间信息网络的各个链路的开销:将已选定为分组转发路径的链路 的开销更新为0;
[0024] 步骤4.5:重复步骤4.1-步骤4.4,得到空间信息网络的所有分组转发路径。
[00巧]所述的可连接的两条长度为i的频繁移动轨迹为长度为i的频繁移动轨迹< 和频 繁移动轨迹《，若频繁移动轨迹皆的后i-1个单位长度与频繁移动轨迹《的前i-1个单位长度 是相同的，则频繁移动轨迹皆和频繁移动轨迹皆为可连接的两条长度为i的频繁移动轨迹。
[0026] 本发明的有益效果是：
[0027] 本发明提出的一种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，本发明首先进行 空间信息网络节点移动轨迹预处理，扫描整合后的节点移动轨迹，确定所有已找到的频繁 移动轨迹，生成移动规则，基于数据挖掘的路由路径计算方法包括:根据移动规则，建立时 空图模型，在时空图模型上计算一条分组转发路径，由此，提高了路径的可靠度，缩减了链 路开销。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明【具体实施方式】中基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法的流程 图；
[0029] 图2为本发明【具体实施方式】中对空间信息网络节点轨迹进行预处理的示意图；
[0030] 图3为本发明【具体实施方式】中的确定空间信息网络的所有频繁移动轨迹的流程 图；
[0031] 图4为本发明【具体实施方式】中的根据空间信息网络的频繁移动轨迹建立其时空图 模型的流程图；
[0032]图5为本发明【具体实施方式】中的空间信息网络的时空图模型；
[0033]图6本发明【具体实施方式】中的根据空间信息网络的时空图模型确定空间信息网络 的所有分组转发路径的流程图；
[0034]图7为本发明【具体实施方式】中的确定空间信息网络的分组转发路径的示意图；
[0035]其中，（a)为确定源节点到目的节点请的分组转发路径示意图；
[0036] (b)为确定源节点到目的节点诚的分组转发路径示意图；
[0037]图8为本发明方法和传统方法在不同网络拓扑密度和不同可靠度阔值下的链路开 销、链路数和可靠度；
[0038]其中，（a)为本发明方法和传统方法在不同网络拓扑密度下的链路开销；
[0039] (b)为本发明方法和传统方法在不同网络拓扑密度下的链路数；
[0040] (C)为本发明方法和传统方法在不同网络拓扑密度下的可靠度；
[0041] (d)为本发明方法和传统方法在不同可靠度阔值下的链路开销；
[0042] (e)为本发明方法和传统方法在不同可靠度阔值下的链路数；
[0043] (f)为本发明方法和传统方法在不同可靠度阔值下的可靠度。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图对本发明【具体实施方式】加W详细的说明。
[0045]-种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，如图1所述，包括W下步骤。
[0046]步骤1:对空间信息网络节点轨迹进行预处理：等分空间信息网络区域，将经过相 同区域的所述空间信息网络节点的移动轨迹整合为一条节点移动轨迹。
[0047] 本实施方式中，空间信息网络节点移动轨迹包括n个时段内节点所处的网络坐 标位置。其中，所述n为大于等于1的自然数，即心…，C>，其中，巧为空间信息网络节 点移动轨迹tj在第U个时段所处的网络坐标位置，11=1，2,...，n。
[0048] 对空间信息网络节点轨迹进行预处理的示意图如图2所示，本实施方式中，将空间 信息网络区域等分为四个区域S1、S2、S3和S4,将经过相同区域的所述空间