可知，消息越容易投递至Sink节点的区域，其子网投递成功率越 高，如区域Re;需经过多次移动节点转发才能将消息投递至Sink节点的区域，其子网投递成 功率较低，如区域Rc。这与图5所示结果一致。
[0027]可见，区域消息投递成功率、移动节点消息投递成功率、子网消息投递成功率均能 反映分区域机会传感网络的连通性，采用由区域消息投递成功率、移动节点消息投递成功 率相乘得到的子网消息投递成功率能更好地反映分区域机会传感网络的连通性。
[0028] (3)针对图1场景，区域1^、仙、此、1?(1、此的区域消息平均投递时延、移动节点消息 平均投递时延、子网消息平均投递时延分别如图6、图7、图8所示。
[0029]图1中，区域Rd、Re与2个移动节点相遇，如图6所示，区域Rd、Re的区域消息平均投 递时延最低；区域Ra、Rb、Rc与1个移动节点相遇，如图6所示，区域Ra、Rb、Rc的区域消息平均 投递时延较高。
[0030] 图1中，区域Re与2个移动节点相遇，其中一个移动节点为Fa，Fa与Sink节点相遇， 如图7所示，区域Re的移动节点消息平均投递时延最低；区域Rc离Sink节点最远，其消息需 经过多次移动节点的转发才可能到达Sink节点，如图7所示，区域Rc的移动节点消息平均投 递时延最尚。
[0031] 图1中，与区域Re相遇的移动节点较多，且其中一个移动节点为Fa，因此，如图8所 示，区域Re的子网消息平均投递时延最低；区域Rc只与1个移动节点相遇，且离Sink节点最 远，因此，如图8所示，区域Rc的子网消息平均投递时延最高。
[0032] 可见，区域消息平均投递时延、移动节点消息平均投递时延、子网消息平均投递时 延均能反映分区域机会传感网络的连通性，采用由区域消息平均投递时延、移动节点消息 平均投递时延相加得到的子网消息平均投递时延能更好地反映分区域机会传感网络的连 通性。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明一种分区域机会传感网络连通性的评价方法的应用场景图。
[0034] 图2为本发明一种分区域机会传感网络连通性的评价方法的分层模型。
[0035] 图3为本发明的各区域的区域消息投递成功率。
[0036] 图4为本发明的各区域的移动节点消息投递成功率。
[0037] 图5为本发明的各区域的子网消息投递成功率。
[0038] 图6为本发明的各区域的区域消息平均投递时延。
[0039] 图7为本发明的各区域移动节点消息平均投递时延。
[0040] 图8为本发明的各区域的子网消息平均投递时延。
【具体实施方式】
[0041] 本发明为分区域机会传感网络连通性的一种评价方法，图1是本发明的场景示意 图，其具体的实施方式如下：
[0042] (1)将整个分区域机会传感网络划分为三个层次，分层模型如图2所示，Sink节点 相对静止，处于顶层，移动节点Fa、Fb、Fc处于中间层，感知节点处于第3层，底层区域的感知 消息依次通过中间层的移动节点转发至Sink节点；
[0043] (2)假设区域j (j = 1，2，3L η，η为最大区域个数）内时亥lji上感知节点消息投递至 移动节点的数量为Ru，区域j(j = l，2,3，L，n)内所有感知节点在时刻i上产生的消息总数量 为I i j。时间T内，区域j (j = 1，2，3，L，η)内感知节点消息投递至移动节点的数量与区域内产 生消息总数的比值为区域消息投递成功率七
[0044] (3)假设区域j(j = 1，2，3L η)内时亥Iji投递至Sink节点的消息数量为Jij，移动节点 在时刻i从区域j( j = l，2,3，L，n)接收到的消息总数为Qij。时间T内，区域j( j = l，2,3，L，n) 内消息投递至移动节点后，由移动节点投递至Sink节点的数量与移动节点从该区域接收到 的消息总数的比值为移动节点消息投递成功率的，可以通过公式
[0045] (4)如图2所示，模型中每个区域作为一个子网，区域j(j = l，2,3，L，n)内消息最终 投递至Sink节点的数量与区域j产生消息总数的比值为子网消息投递成功率，可以通过公 式0 j = a^计算得到。
[0046] (5)假设区域j(j = l，2,3，L，n)内第m条消息投递至移动节点的时延为h(m)。时间 T内，区域」_(」_ = 1，2,3丄，1〇内&条消息投递至移动节点的时延平均值为区域消息平均投递 时延，可以通过公式
[0047] (6)假设区域」（」=1，2,3丄，1〇内消息投递至移动节点后，由移动节点投递至5^ 节点的第m条消息的时延为τ j' (m)。时间T内，区域j (j = 1，2，3，L，η)内消息投递至移动节点 后，由移动节点投递至Sink节点的S/条消息的投递时延平均值为移动节点消息平均投递 时延，可以通过公式
[0048] (7)时间T内，区域j (j = 1，2，3，L，η)内消息最终投递至Sink节点的平均投递时延 为子网消息平均投递时延，可以通过公式％=為%计算得到。
【主权项】
1. 一种分区域机会传感网络连通性的评价方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 首先，需要明确在分区域机会传感网络中参与消息传输的主要元素及其功能定位； (2) 其次，需要明确在分区域机会传感网络中底层感知节点感知到的消息投递到中间 层移动节点的消息数量、中间层移动节点接收到的感知消息转发到顶层Sink节点的消息数 量； (3) 接下来，需要明确在分区域机会传感网络中底层感知节点感知到的消息投递到中 间层移动节点的平均时延、中间层移动节点接收到的感知消息转发到顶层Sink节点的平均 时延； (4) 最后，通过计算得到子网消息投递成功率和子网消息平均投递时延，用来评价分区 域机会传感网络的连通状况。2. 根据权利要求1撰述的一种分区域机会传感网络连通性的评价方法，其特征在于:所 述步骤(1)中分区域机会传感网络中消息传递的元素及其功能定位具体为： (1) 分区域机会传感网络中，参与消息传输有元素主要有:底层感知节点、中间层移动 节点及顶层Sink节点； (2) 分区域机会传感网络中，底层感知节点负责感知收集信息，并将收集到的信息转发 给中间层移动节点；中间层移动节点在运动的过程中随机接收底层感知发送来的信息、存 储信息，并转发信息到顶层Sink节点;顶层Sink节点负责处理接收到的信息。3. 根据权利要求1撰述的一种分区域机会传感网络连通性的评价方法，其特征在于:所 述步骤(2)中分区域机会传感网络中底层感知节点感知到的消息投递到中间层移动节点的 消息数量、中间层移动节点接收到的感知消息转发到顶层Sink节点的消息数量，具体为：计算区域消息投递成功率;其中，区域j(j = l，2,3L n，n为最大 区域个数）内时刻i上感知节点消息投递至移动节点的数量为Rij，区域j (j = 1，2，3，L，η)内 所有感知节点在时刻:上产生的消息总数量为Iu;计算移动节点消息投递成功率;其中，区域j( j = l，2,3L η)内 时刻i投递至Sink节点的消息数量为Ji j，移动节点在时刻i从区域j (j = 1，2，3，L，η)接收到 的消息总数为Qij。4. 根据权利要求1撰述的一种分区域机会传感网络连通性的评价方法，其特征在于:所 述步骤(3)中分区域机会传感网络中底层感知节点感知到的消息投递到中间层移动节点的 平均时延、中间层移动节点接收到的感知消息转发到顶层Sink节点的平均时延，具体为：计算区域消息平均投递时延;其中，区域j( j = l，2,3，L，n)内 第m条消息投递至移动节点的时延为τj (m)，时间T内区域j (j = 1，2，3，L，η)内共有Sj条消息 投递至移动节点；计算移动节点消息平均投递时延;其中，区域j( j = l，2,3，L, η)内消息投递至移动节点后，由移动节点投递至Sink节点的第m条消息的时延为τ/ (m)，时 间T内区域j (j = 1，2，3，L，η)内消息投递至移动节点后，由移动节点投递至Sink节点共有 S/条消息。5.根据权利要求1撰述的一种分区域机会传感网络连通性的评价方法，其特征在于:所 述步骤(4)中通过计算得到子网消息投递成功率和子网消息平均投递时延，用来评价分区 域机会传感网络的连通状况，具体为： (1) 区域消息投递成功率与移动节点消息投递成功率相乘得到子网消息投递成功率心 (2) 区域消息平均投递时延与移动节点消息平均投递时延相加得到子网消息平均投递 时延*/=从+识. ； (3) 采用子网消息投递成功率和子网消息平均投递时延评价分区域机会传感网络的连 通性，既考虑了底层感知节点信息转发到移动节点信息，又考虑了移动节点向Sink节点转 发信息，因此能更准确地反映分区域机会传感网络的连通性。
【专利摘要】本发明公开了一种分区域机会传感网络连通性的评价方法，本发明首先根据分区域机会传感网络的消息传输特点，将分区域机会传感网络划分为三层：底层、中间层、顶层，感知节点处于底层，移动节点处于中间层，Sink节点处于顶层；然后通过区域消息投递成功率、移动节点消息投递成功率计算得到子网消息投递成功率，通过区域消息平均投递时延、移动节点消息平均投递时延计算得到子网消息平均投递时延；最后以子网消息投递成功率和子网消息平均投递时延来评价分区域机会传感网络的连通性。本发明充分考虑了分区域机会传感网络的消息传输特点，采用子网消息投递成功率和子网消息平均投递时延能更准确地反映分区域机会传感网络的连通性。
【IPC分类】H04W24/00
【公开号】CN105682114
【申请号】CN201610003436
【发明人】舒坚, 陈琦帆, 刘群, 刘琳岚
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月5日