[发明专利]一种卫星延迟中断容忍网络中丢弃束方法及系统

说明书

本发明公开了一种卫星延迟中断容忍网络中丢弃束方法及系统，其中，该方法在每次执行丢弃操作时，首先确定新束可用存储空间(包括剩余存储空间和低于新束效用值的束的总占用空间)是否足以存储新束：如果不足，则直接丢弃新束以避免“无效丢弃”；如果充足，则以更高效用值、更多束为原则，在丢弃的束中选择合适的束进行保留，以避免“无效丢弃”。本发明工作在被动式延迟中断容忍网络拥塞控制算法中可以有效提升束的平均投递概率。

技术领域

本发明涉及本发明涉及卫星通信网络链路控制技术领域，特别涉及一种卫星延迟中断容忍网络中丢弃束方法及系统。

背景技术

在移动通信网络中，拥塞控制算法是网络中必不可少的部分之一。而在卫星延迟中断容忍网络中，由于网络资源严重受限，拥塞现象更加严重。但由于不存在稳定的端到端链接，无法将拥塞进行及时反馈，因此常采用被动式拥塞控制算法，即在拥塞发生时选取合适的束进行丢弃以缓解拥塞。

效用函数是被动式拥塞控制算法中用来量化丢弃该束对网络的影响，通常情况下效用函数越大代表丢弃该束对网络的影响越大，在拥塞控制时优先选择效用函数较小的束进行丢弃。如丢弃剩余生存时间最少算法算法中效用函数U(B_i)＝TTL_i，其中B_i为节点中存储的第i个束，TTL_i为B_i的剩余生存时间。

文献“Krifa A，Barakat C，Spyropoulos T.Message Drop and Scheduling inDTNs:Theory and Practice[J].IEEE Transactions on Mobile Computing，2012，11(9):1470-1483.”根据束生成的时间、持有或曾经持有束的节点数、当前节点与束目的节点的平均相遇速率、束的剩余生命周期、束在网络中的副本数，分别定义了以最大化平均传递数据速率和最小化平均传递时延为目的的效用值。

文献“Sepehr Keykhaie，Maryam Rostaei.Congestion-and Selfishness-awareSocial Routing in Delay Tolerant Networks[C]//7th International Conference onComputer and Knowledge Engineering.IEEE，2017.”使用相遇次数和剩余生命周期来定义效用函数。

文献“王贵竹，王炳庭，张家勇.DTN中基于二分散发和等待路由的自适应拥塞控制策略[J].计算机应用研究，2010.”提出束在网络中的副本数代表了束被接收的概率，副本数越多，被收到的概率越大，因此在拥塞时优先丢弃副本数更高的束。

这些算法仅关注了效用函数的选取，根据各自的理论确定了丢弃后对网络影响最小的束，但在丢弃束时并未加以关注，通常是按照效用值大小顺序，依次进行丢弃。如果延迟中断容忍网络中束的大小不一，则可能出现多余丢弃现象。

假设在某时刻，延迟中断容忍网络中的某节点的束存储空间如图1所示，其中剩余存储空间为S_R，B_i代表存储的第i个束，对应占用的存储空间为S_i，束按照某效用函数U(·)从小到大排序，即当ij时，必有U(B_i)≥U(B_j)。此时，节点收到了新的束B₀，对应占用的存储空间为S₀，其效用函数U(B₀)，满足U(B₄)U(B₀)≥U(B₅)。

由于S₀S_re，将依次丢弃效用值低的束B₁～B₄，此时满足：