路开销最小，因为它只考虑链路开销，将链路开销最小的路径选出来，而不考虑可靠度。
[0085] 图8(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，由图8(b)可 知，本发明方法和传统方法所得到的网络拓扑拓扑的链路数都会随着网络拓扑密度的增加 而降低，运代表网络拓扑密度越大，两种方法越能够简化拓扑的链路数。由图8(b)还可W观 察到，在两种方法中，本发明方法和传统方法链路数接近，因为传统方法只考虑链路开销， 将链路开销最小的路径选出来，而不考虑可靠度，那么相应链路数也会比较少，而本发明方 法将重复运用过的路径的链路开销设置为零，运样在下一轮选路中，会优先考虑已经建立 过的路径，而不会去另建路径，自然链路数比较少。
[0086] 图8(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，由图8(c)可 知，本发明方法可靠度都在规定的可靠度阔值W上，运是因为传统方法只考虑链路开销，将 链路开销最小的路径选出来，而不考虑可靠度，那么其可靠度就不能得到保障。而本发明方 法能够在保证链路可靠度的同时，最小化链路开销。W上仿真结果表明，所有方法都能够在 维持连通性的同时显著的减小链路开销。即使在最小密度时，所有方法能够节约70%的链 路开销和65%的链路。当网络密集时，本发明方法的拓扑节约更多的链路和链路开销。对比 两个方法可W发现，传统方法用于最小的链路开销，运是因为它考虑了在保持链路联通的 情况下链路开销最小，并没有考虑链路的可靠度。传统方法不能保证可靠度阔值0.6。运个 方法只能够维持拓扑的连通性。本发明方法满足了要求的可靠度，并且在可靠度方面有着 非常相似的表现。当拓扑稀疏时(如8 = 0.2)，它们的可靠度刚刚超过0.6%。在此时，本文的 算法在节约了70%的链路的同时，仍能够保持阔值W上的可靠度，运清晰地表明了本发明 方法是有效的。
[0087] 图8(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，由图8(d)可 知，本发明方法和传统方法所得到的网络拓扑的链路开销值都会随着可靠度阔值的增加而 增加，运代表可靠度阔值越大，两种方法的链路消耗越多。运是因为本发明方法对可靠度要 求越严格，那么链路开销等其他方面就要让步。由图还可W观察到，传统方法的链路开销最 小，因为它只考虑链路开销，将链路开销最小的路径选出来，而不考虑可靠度。
[0088] 图8(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，由图8(e)可知， 本发明方法和传统方法所得到的拓扑的链路数都会随着可靠度阔值的增加而降低，运代表 拓扑可靠度阔值越大，两种方法的链路数越多。运是因为本发明方法对可靠度要求越严格， 那么链路数等其他方面就要让步。
[0089] 图8(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，由图8(f)可知， 本发明方法和传统方法都在规定的可靠度阔值W上，运是因为传统方法只考虑链路开销， 将链路开销最小的路径选出来，而不考虑可靠度，那么其可靠度就不能得到保障。而本发明 方法则能够在保证链路可靠度的同时，最小化链路开销。随着可靠度阔值的增加，两种方法 的可靠度也在增加，向原拓扑接近。
【主权项】
1. 一种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 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； 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； 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则， 建立其时空图模型； 步骤4:根据空间信息网络的时空图模型，获取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。2. 根据权利要求1所述的基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，其特征在于，所 述步骤2包括以下步骤： 步骤2.1:计算整合后的节点移动轨迹的支持度； 步骤2.2:设定节点移动轨迹支持度阈值，将整合后的节点移动轨迹中支持度不小于支 持度阈值的单位移动轨迹作为频繁单位移动轨迹； 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阈值，则为长度为2的频繁移动轨 迹； 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+Ι的移动轨 迹，若该长度为i+Ι的移动轨迹的支持度不小于支持度阈值，则为长度为i+Ι的频繁移动轨 迹，其中，i22; 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; 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。3. 根据权利要求1所述的基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，其特征在于，所 述步骤3包括以下步骤： 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-Ι次分段，得到k-Ι个轨迹对； 步骤3.2:计算频繁移动轨迹的两个分段之间的置信度； 步骤3.3:设定置信度阈值，将置信度不小于置信度阈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； 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1?型。4. 根据权利要求1所述的基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，其特征在于，所 述步骤4包括以下步骤： 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； 步骤4.2:获取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； 步骤4.3:设定可靠度阈值，将可靠度大于可靠度阈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； 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 销更新为〇; 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。5.根据权利要求2所述的基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，其特征在于，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 犮，若频繁移动轨迹< 的后i-Ι个单位长度与频繁移动轨迹<的前i-Ι个单位长度是相同的， 则频繁移动轨迹?和频繁移动轨迹if为可连接的两条长度为i的频繁移动轨迹。
【专利摘要】本发明涉及一种基于空间信息数据挖掘的路由路径计算方法，该方法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；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；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则，建立其时空图模型；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。
【IPC分类】H04W40/20, H04W4/02, H04W40/24
【公开号】CN105430613
【申请号】CN201510736878
【发明人】亓伟敬, 宋清洋, 侯维刚
【申请人】东北大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月3日