[发明专利]基于动态区间限定的DTN网络最短时延路由方法

摘要

本发明公开了一种基于动态区间限定的时延容忍网络最短时延路由方法，解决了现有技术存储量大，存在大量冗余计算的问题。本发明的实现步骤是，首先构建离散时间聚合图，通过节点到达时间序列转换将离散时间聚合图中所有的链路传输时延序列转换为节点到达时间序列。根据链路的节点到达时间序列与对应时刻间的关系确定动态区间限定条件，根据该条件计算固定起始时间下节点间的最短时延路由。本发明有效的节省了方法执行的存储需求，减少了大量的冗余计算，降低了时延容忍网络的通信开销。

主权项

1.一种基于动态区间限定的DTN网络最短时延路由方法，其特征在于，根据链路的节点到达时间序列与对应时刻间的关系确定动态区间限定条件，获取固定起始时间下任意源节点到其他目的节点之间的最短时延路由，该方法的步骤如下：(1)构造离散时间聚合图：(1a)将时延容忍网络DTN中的所有节点组成一个节点集合；(1b)节点集合中每两个节点间若存在链路，将该链路在每秒时刻的所有传输时延，组成一个链路传输时延序列；(1c)将节点集合中存在链路的节点通过有向边连接，在有向边上标识相应的链路传输时延序列，得到离散时间聚合图；(2)按照下式，计算每条链路在每个时刻的节点到达时间，将所有时刻的节点到达时间组成该链路的节点到达时间序列：a_k(t)＝σ_k(t)+t其中，a_k(t)表示时延容忍网络DTN中第k条链路在第t个时刻的节点到达时间，σ_k(t)表示时延容忍网络DTN中第k条链路在第t个时刻的传输时延，t表示时延容忍网络DTN中链路的节点到达时间对应时刻的序号，以秒为单位；(3)利用动态区间限定条件计算节点间的最短时延路径信息：(3a)分别构建一个用于存储节点的工作队列和目的队列，其大小均与节点集合的大小相等；(3b)在节点集合中任选一个节点作为源节点，将该源节点加入到工作队列中；(3c)从工作队列中依次提取一个节点，对所提取的节点进行标记，在时延容忍网络DTN中找出与该节点相邻的所有节点，加入到目的队列中；(3d)计算固定起始时间下源节点与目的队列中每个节点的经过所提取节点的时延路径的长度：e_ij＝min{a_ij(t)}其中，e_ij表示源节点与目的队列中第j个节点的经过所提取节点i的时延路径的长度，min{·}表示求最小值操作，a_ij(t)表示所提取的节点i与目的队列中第j个节点间链路在第t个时刻的节点到达时间，t表示链路的节点到达时间对应时刻的序号，以秒为单位，其取值范围为[c_i,l_ij]，c_i表示源节点与所提取的节点i的最短时延路径的长度，当i为源节点时，c_i的初值为固定起始时间，当i为中间节点时，c_i的初值为∞，l_ij表示所提取的节点i与目的队列中第j个节点间链路的节点到达时间对应时刻首次大于该时刻之前该链路的所有节点到达时间最小值的值；(3e)选取目的队列中满足c_j＞e_ij的节点，c_j表示源节点与目的队列中第j个节点的最短时延路径的长度，其初值为∞，e_ij表示源节点与目的队列中第j个节点的经过所提取节点i的时延路径的长度；(3f)用e_ij更新源节点与选取节点的最短时延路径的长度，用所提取的节点更新源节点与选取节点的最短时延路径中的下一跳节点；(3g)判断目的队列中的每个节点是否被标记或在工作队列中，若是，则将该节点从目的队列中删除，否则，则将该节点从目的队列中提取出来后加入到工作队列；(3h)判断工作队列是否为空，若是，则执行步骤(4)；否则，执行步骤(3c)；(4)获得时间容忍网络DTN中固定起始时间下节点间的最短时延路径。