[发明专利]一种面向时延容忍网络的端到端通信方法与系统

说明书

一种面向时延容忍网络的端到端通信方法，1)测算端到端之间的数据传输需求；端到端之间需要交互的数据主要分为：业务数据、时间数据和位置数据；用户数据是根据具体的业务要求而定，包括传感器数据、语音数据、图像、视频数据；时间数据和位置数据统称为时空数据；传输的数据由位置信息、运动状态以及业务数据组成，业务数据会根据采集数据的大小而产生大的变化；2)评估通信的传输能力；3)进行数据托管，数据托管是源节点与目的节点之间受限于连通性和通行能力时为了保障数据完备和交换转发而采用的服务方式，利用基站与节点通信的连接利用空闲时间来将数据存储在基站本地，依托基站进行数据代理转发。

技术领域

本发明属于端到端通信技术和延迟容断网络领域，具体涉及一种面向容时容断网络的端到端通信方法与系统。

背景技术

随着通信和网络技术的不断发展，通信网络基础设施越发先进，Internet网络取得了空前的成功。然后，这类通信网络有许多的假设例如：必须存在持续的端到端的路径；任意收发节点对之间的较小且相对一致，通信链路误码率及丢包率要低，应用程序无须考虑通信性能等。

但是，很多网络应用场景是无法满足上述假设条件的，且具有以下问题和特征：1)对于在一些特定的网络环境和条件下，诸如灾害应急通信，野外通信、车联网、传感器网络等实际通信网络场景，地面无线通信基站之间存在覆盖空白地区，形成通信孤岛；2)卫星通信可以解决地面无线覆盖的间隙，但由于性价比、设备尺寸、通信频度、功耗无法限制了移动节点使用，比如现在的北斗一代卫星短报文通信的通信性能是每次最多提供120个汉字或1680比特的短报文通信服务，民用通信容量仅有78字节；民用通信频率为60秒/次。3)移动节点为了控制功耗，无法长期保持通信状态。综合来看，这些实际非理想网络中可能由于节点高速移动性、稀疏、交替活跃，或者出于安全原因而实施无线电静默，或者遭受恶意攻击等造成网络间歇性的连接，这导致报文在传输过程中不能确保端到端的路径，这类通信网络也被称为时延容忍网络(DTN，Delay Tolerant Networks)。

时延容忍网络间歇性连接的原因有很多，比如，当前时刻没有连接两个节点的端到端路径，节点为节约资源暂时关闭电源，节点移动导致拓扑变化，都会造成连接中断。网络中断可以有一定规律，如卫星网络；也可以是随机的，如传感器网络。

发明内容

本发明的目的是，针对上述时延容忍网络特征的通信限制，造成端到端之间的间歇性通信问题，如果确保端到端之间可靠通信成为一个挑战性问题。本发明通过预测分析运动通信节点的轨迹，进而预测运动通信节点的通信能力，对比待传输的实时数据，通过影响移动节点的轨迹，调控节点的通信间隔，在加上引入数据托管代理机制，确保端到端之间的数据可靠传输。

本发明针对时延容忍网络间歇性连接问题，分析研究节点之间的可靠通信问题，为了实现端到端之间的数据可靠传输，本发明综合轨迹预测、通信能力预测、托管传输、轨迹调控等方法为一体，提出了一种面向时延容忍网络的端到端通信方法。本发明首先预测端到端的通信要求，通过轨迹预测计算下一个时间片的端到端连接情况，如果不满足通信要求，可以选择轨迹调控和托管传输，使得端到端连接带来的通信能力能够适配通信要求，从而实现数据的有效传输。

本发明技术方案是：一种面向时延容忍网络的端到端通信方法，其步骤如下，

(1)测算端到端之间的数据传输需求；端到端之间需要交互的数据主要分为：业务数据、时间数据和位置数据；用户数据是根据具体的业务要求而定，包括传感器数据、语音数据、图像、视频数据；时间数据和位置数据统称为时空数据，这是业务数据的基准，重要性突出，传输优先级最高；