基于移动节点轨迹的多目标优化数据传递方法

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。

主权项

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＝(I,E),其中i∈I表示路口i，e_ij∈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e_ij上传递所花的时延d_ij以及网络开销f_ij； c)计算数据包在路口i处采取路由决策π_i时被向其邻居路口j转发的概率P_ij(π_i)： 其中：表示数据包在路口i处的路由决策，其中表示路口i相连的m_i条路段。表示决策π_i中比路段e_ij优先级更高的路段集合。p_ij为到达路口i的移动节点向路口j移动的概率。p′_ij为到达路口i的移动节点遇到向路段e_ij移动的节点的概率；d)计算数据包由路口i转发到目的移动节点的期望传递时延D_i(π)和期望网络开销F_i(π)； 其中决策为全网的全局决策，D_j(π)表示数据包由路口j转发到目的移动节点的期望传递时延，F_j(π)表示数据 包由路口j转发到目的移动节点的期望网络开销，j为交叉路口i的一个相邻交叉路口，I_i为i的相邻交叉路口集合；e)建立多目标优化路由指标M_i(π)： 在决策π的情况下，交叉路口i处的多目标优化路由指标表示为： M_i(π)＝(1‑α)×D_i(π)+α×F_i(π) 其中0<α<1是用来平衡交付时延和网络开销的参数； 步骤二、求解马尔可夫决策过程，即最小化M_i(π)，得到最优转发策略π^*； 步骤三、根据步骤二得到的最优转发策略π^*，数据包从源节点传递到目的节点，该过程包括以下步骤： a)按照最优转发策略π^*转发数据包到预测的目地交付位置； b)数据包到达目地交付位置时会检查自己的通信范围内是否有目地交付节点即目的节点，如果有，就把数据包转发给它，交付成功。否则如果目的节点不在携带数据包的移动节点通信范围内，则检查时间戳，若此时时间早于目地节点到达目地交付位置的时间，说明目地节点还未到，就沿着目的节点轨迹的反方向进行传递；若此时时间晚于目地节点到达目地交付位置的时间，说明目地节点已经走过，就沿着目的节点轨迹的方向进行传递。直至成功交付或者时间到达最迟交付时间出现丢包。