含有睡眠机制的非精确信息网络中节点等待时间预约机制

摘要

本发明公开了一种含有睡眠机制的非精确信息网络中节点等待时间预约机制。根据数据包到达路径下游节点的时间和此前路过该节点数据包时间间隔的上、下限，分段计算路径下游一定范围内节点的最佳等待时间，并对其进行预约。在计算中充分考虑非精确网络状态信息的统计学特性，使用随机状态参数置信区间对其数值在概率意义上的上下限进行估计，有效提高了计算精度。该方法在保证数据延迟符合约束的同时，通过优化网络节点总睡眠时间和节点状态转换的次数，在节约网络能量方面表现出优异且稳定的性能。

主权项

含有睡眠机制的非精确信息网络中节点等待时间预约机制，其特征在于包含以下主要步骤：网络中的节点根据状态信息广播获知网络的基本状态参数：包括网络中每个正处于睡眠状态节点预计的唤醒时间，以及此前长度等于一次最短有效睡眠的一段时间内，网络中各链路的延迟和路过该节点的各个数据之间的时间间隔；当处于睡眠状态的节点被唤醒时，其在进入下一次睡眠之前拥有一段等待时间，用来传输因为此前的睡眠被阻塞的数据包和在此期间新到来的数据包；准备发送本地数据包的源节点，或正处于睡眠状态、并发现队列中有等待其被唤醒才能继续传输的数据包的节点u，计算该数据包到达路径上下游每个节点v的时间下限和时间上限；其中，时间下限与时间上限分别为，路径上节点u下游链路的延迟下限与下游睡眠节点的睡眠延迟下限的和，以及路径上节点u下游链路的延迟上限与下游睡眠节点的睡眠延迟上限的和；对于计算出的时间下限与当前时间之差小于最短的有效睡眠时间的处于活跃状态的节点，发出预约请求；将该数据包的紧急程度及其到达的时间上限一起通知该下游节点v；若下游节点v收到了一个路径上游数据包的预约请求，根据路过节点v的数据之间的时间间隔(以下简称数据间隔)，和预约请求中数据包的紧急程度及其到达的时间上限，计算基于该数据包预约请求的最佳等待时间：若数据包的到达时间上限小于路过节点v的数据间隔下限，等待时间等于该数据间隔下限，使节点每次被唤醒后能传输足够多的数据，避免其睡眠被频繁的唤醒所打断；若数据包的到达时间上限在数据间隔下限与数据间隔上限之间，等待时间等于数据包的到达时间上限；若数据包的到达时间上限长于该数据间隔上限，其超出的部分被乘以数据包的紧急程度，在节点每次被唤醒时传输更多数据包和挤占该节点睡眠时间之间取得平衡；节点的等待时间最长不能超过节点最短的有效睡眠时间，否则将会在数据包到来之前错过一次可以通过睡眠节约能量的机会；若没接到路径上游数据包的预约请求，节点v的等待时间被设置为路过该节点数据之间的时间间隔下限；若节点v收到不同的上游数据包发出的多个预约请求，并计算出了多个最佳等待时间，选取其中最长的一个，作为节点v的等待时间。