基于社会接触概率与能量因素的移动社会网络路由方法

本发明针对移动社会网络提出了一种基于社会接触概率与能量因素的移动社会网络的路由方法，主要用来解决移动社会网络中的信息传输问题，属于计算机无线通信。

背景技术：

1、随着通信技术的快速发展，移动设备与人的关系越来越密切。移动设备之间可以通过短距离无线通信技术组成网络，如移动自组织网络、延迟容忍网络等，这些网络能在没有通信基础设施的情况下提供便捷的通信。智能移动设备的移动特征在一定程度上包含了人的社会属性及运动规律。因此越来越多的研究人员开始关注把移动网络和社会网络相结合，出现了移动社会网络。将每个手持无线通信设备的人视为一个节点，许多路由策略被提出应用于移动社会网络。

2、在对移动社会网络的研究过程中，研究人员发现表示为节点的人的社会行为趋于重复的模式。在某一段时间里，个人与日常生活区域的关系是趋于稳定的，与其他人的接触概率有一定的规律。人的日常生活区域取决于其角色、责任、偏好。身边的朋友、天气、地方的受欢迎程度等很多因素影响着人的移动行为。每个人都有偏好的社区，社区指家、工作场所、商店、公园、娱乐场所等。

3、已有移动社会网络的移动模型和路由方法关注一些典型的信息传送性能指标，比如信息传送成功率和信息平均延迟，很少考虑路由中的能量消耗。在移动社会网络中，移动设备往往是依靠电池供电的，设备的能量、缓存空间是有限的，因此能量消耗是路由协议中需要考虑的重要部分。对于依靠电池供电的移动设备，其能量是有限的，当一个节点过于活跃时，它会承担更多的信息投递任务，使节点能量消耗增大，节点的生存时间缩短，因此考虑能量消耗速率至关重要。

技术实现思路

1、技术问题：本发明的目的是提出一种基于社会接触概率与能量因素的移动社会网络的路由方法，来解决移动社会网络中的信息传输问题。通过使用本发明提出的方法，可以获得信息传送性能和能量消耗间的最优权衡。

2、技术方案：本发明基于社会接触概率与能量因素的移动社会网络路由方法，包括提出考虑能量约束的路由策略encor，具体为：

3、路由策略encor是基于社会接触概率移动模型实现的，在进行路由决策时，考虑社会接触概率和剩余能量。pa是从信息源节点a到目标节点dn的社会接触概率，pb是从移动节点b到目标节点dn的社会接触概率；

4、一个信息的成功传递所消耗的能量用公式(1)来衡量：

5、

6、其中h表示传输次数或跳数，ni表示沿途的节点，而eni,ni+1表示从第ni个节点到第ni+1个节点传递信息所消耗的能量；

7、若每条信息每跳的平均消耗能量相等，则传递第i条信息消耗的能量简化表示为：

8、ei＝e0*hi                             (2)

9、其中，e0是每条信息每跳的平均消耗能量，hi是传递第i条信息所需要的跳数，因此传递信息所消耗的能量只取决于跳数；

10、节点剩余能量为：

11、

12、其中100为设定的节点初始能量值，单位为焦耳j；

13、每个节点设置一个能量标识符s，用于判断当前节点是否具有向下一个节点传输信息的能量，则能量标识符表示为：

14、

15、所述的路由策略encor，通过对节点之间的社会接触概率以及剩余能量的判断，选择合适的路由路径，当持有信息的信息源节点a在遇到目标节点dn之前遇到移动节点b时，根据以下标准做出决定：

16、状况1.当信息源节点a遇到移动节点b时，计算信息源节点a的剩余能量，并得出剩余能量标识符的值；当剩余能量标识符为1时，表示信息源节点a有足够能量进行节点之间的信息传递，反之，表示没有足够能量进行信息传递；

17、状况2.当pa和pb分别为从信息源节点a和移动节点b到目标节点dn的社会接触概率，pth是一个阈值条件，对在何种情况下信息源节点a会将信息转发给移动节点b做出限制；在encor中，只有当pb与pa之差不小于阈值pth时，信息源节点a才会将信息转发给移动节点b，否则，信息源节点a将信息保留给自己，直到它遇到另一个节点，可能是目标节点dn或另一个中继节点；当信息源节点a遇到的节点是目标节点dn时，信息源节点a会将信息直接发送给目标节点dn；如果是另一个中继节点而不是目标节点，信息源节点a在遇到该节点时就会重复上述决策过程。

18、所述的路由策略encor，其中信息源节点a是信息源节点，移动节点b和目标节点dn是信息的中间节点，信息从信息源节点a到目标节点dn有两条不同的路径，一条路径是直接从信息源节点a到目标节点dn，另一条路径是从信息源节点a到移动节点b，再通过b到目标节点dn，模型如图2所示；例如，如果设阈值pth＝0.2，当pb-pa≥0.2时，信息源节点a将信息转发给移动节点b；否则，信息源节点a将信息保留给自己，直到它遇到另一个节点或目的节点dn；其中，当pa＝0.3，pb＝0.5时，pb-pa＝0.2≥pth，信息源节点a将信息转发给移动节点b；当pa＝0.3，pb＝0.4时，pb-pa＝0.1<pth，信息源节点a将保留信息，直到它遇到目标节点dn或另一个移动节点。

19、所述的encor，当携带信息的信息源节点a与移动节点b相遇时，将实行以下路由策略：状况1.当移动节点b是信息源节点a的目标节点时，节点a直接将信息发给移动节点b；状况2.当移动节点b不是信息源节点a的目标节点时，则称移动节点b为中继节点，节点a是否将信息发给移动节点b，取决于a的剩余能量与社会接触概率。

20、所述的移动节点b为中继节点时，首先计算信息源节点a的剩余能量，信息源节点a的剩余能量由公式(3)得出，然后根据公式(4),得出能量标识符s的值，即信息源节点a的剩余能量标识符；根据能量标识符s的值，用以判断信息源节点a是否能够承担能量转发任务；若s＝1，则执行公式(2)；若s＝0,则不转发信息，节点继续移动。

21、所述的移动节点b为中继节点时，在信息源节点a有足够的剩余能量承担信息转发任务的基础上，继续比较a和中继节点b的社会接触概率；设信息源节点a到目标节点的社会接触概率为pa，移动节点b到目标节点的社会接触概率为pb；设定一个阈值条件pth，只有当pb-pa≥pth时，信息源节点a才将信息传输给移动节点b，否则，信息源节点a不转发信息，继续移动，并循环此过程。

22、所述的阈值条件pth，设定该阈值条件pth的合理性为，当pb-pa<pth值，意味着两个相遇节点有将信息传递给目标节点dn的相似概率，或者，a的传信概率低于b的传信概率，信息源节点a选择不把信息转发给相遇节点，以减少能量消耗；pb-pa≥pth时，表示遇到的中继节点向移动节点b传递信息的概率明显比信息源节点a高，信息源节点a选择将信息转发给相遇节点以利于信息传输，减少能量损耗。

23、有益效果:本发明提出的方法与现有技术相比具有如下优点：

24、该方法在路由策略中，不仅关注节点的社会接触概率，也关注典型的信息传送性能指标，比如信息传送成功率和信息平均延迟，同时考虑了能量消耗问题，考虑初始能量、信息传递消耗能量、节点剩余能量，计算能量消耗速率，制订考虑能量的路由策略，设定阈值，寻求较优的传送性能与能耗关系。