申请/专利权人：王剑

申请日：2022-03-24

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN114584226B

主分类号：H04B13/02

分类号：H04B13/02;H04L67/104;H04L69/18;H04L69/324;H04L69/325

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2022.06.21#实质审查的生效;2022.06.03#公开

摘要：本申请根据水下网络环境的特征设计和实现了水声通信网络通讯方法，采用分布式多跳对等拓扑结构作为水下结点的部署方式；针对水声通信长延迟、易中断的问题,提出具有容断容迟能力的水声通信网络通讯方法，保证尽量低的能耗和网络延迟下更高的网络吞吐率；覆盖层采用存储‑携带‑转发的工作方式，针对水下端到端链路数据传输不稳定问题，根据水下结点历史接触信息的差异性提出基于接触概率的发散等候方法CDK‑SQ，针对CDK‑SQ网络拥塞问题,结合主动反馈模式和删除策略,提出CDK‑SQ‑TG路由方法，从投递率、平均延迟和开销率三个方面验证了CDK‑SQ‑TG的可行性和性能效果，具有巨大的实际意义和广阔的应用前景。

主权项：1.低能耗高吞吐水声容断容迟网络通讯方法，其特征在于，改进具有实时高分辨持续观测能力的水声通讯网络中设备之间的通信,包括：一是水声容断容迟网络通讯方法，包括水声通讯网络拓扑结构建立、水声网络通讯方法、水声Bundle层结构建立、水声MAC层结构建立；二是基于接触概率的发散等候水声网络通讯方法CDK-SQ，包括计算接触概率、水声路由方法及过程；三是具有拥塞控制的CDK-SQ路由方法CDK-SQ-TG；第一，基于水下结点能量有限，采用分布式多跳对等拓扑结构作为水下结点的部署方式；基于水声通信长延迟、易中断的特征,建立具有容断容迟能力的水声通信网络通讯方法，其中媒体接入层基于ALOHA方法，避免控制报文的开销，只在需要发送数据时占用信道，应对水下高延迟链路和能量有限问题,保证尽量低的能耗和网络延迟下得到相对高的网络吞吐率；水声容断容迟网络通讯方法的各层具体为：1应用层：水声通讯网络分层结构的最顶层,是传感网络和用户的接口,上端为用户提供相应服务，下端管理Bundle层，应用层确定应用进程使用信息服务的方式；2Bundle层：负责数据保管、交付、传输和丢弃，处理复杂水下环境中延时高,容易中断的问题；3网络层：在信宿位置未知且有用信息有限的条件下,准确找到连接收发结点的传输路径，包括为结点提供路由搜索和进行路由维护，同时处理结点失效、结点移动意外状况导致的链路失效问题；4数据链路层：对介质的访问进行控制,对信道进行实时地监测或合理分配通信资源；5物理层：水声容断容迟网络的最底层,利用信道特性和调制解调方法，实现数据的透明传输，在发送端将接收到的二进制的比特流0和1转换为能在水声信道传输的声信号，在接收端再利用调制解调器去除噪声和失真的影响，将声信号还原为最初的逻辑信息；第二，针对水下端到端链路数据传输不稳定性问题，利用水下结点历史接触规律的差异性建立基于接触概率的发散等候方法CDK-SQ，计算接触概率包括接触频率计算矩阵的构建与更新、接触概率的分步计算，CDK-SQ路由方法根据结点的历史接触信息的差异性构建二维接触频率计算矩阵,在此基础对接触概率进行计算和对比，调整转发策略，提高报文的投递率，降低端到端的平均时延；定义接触概率的大小为pa，接触概率由两个参数共同确定，一是相对直接接触概率,即本结点相对于网络中其它结点以单跳方式到达目标结点的概率pd，二是相对间接接触概率，即本结点相对于网络中其它结点以两跳的方式到达目标结点的概率pm，pd和pm计算需要每个结点维护一张二维的接触频率计算矩阵，进而得到接触概率pa的大小，选择合适的中继结点；第三，针对CDK-SQ路由方法存在的网络拥塞问题，结合主动反馈模式和删除策略,从拥塞出现前和出现后两个方向抑制网络拥塞，建立适合CDK-SQ路由且具有拥塞控制机制的CDK-SQ-TG路由方法，在拥塞现象发生前，加入主动反馈模式，当结点进入拥塞状态时,设置标准选择性删除本地缓存的报文；CDK-SQ-TG方法的主动反馈模式：当目标地点收到报文时，目标结点就以广播的方式通知附近的结点删除本地缓存的对应报文的副本，同时,附近的结点会以同样的方式广播通知通信能力范围内的结点删除冗余副本；CDK-SQ-TG方法的删除策略：当结点进入拥塞状态时,删除本地缓存的报文，设置标准去选择性删除本地缓存的报文；RHC表示一个报文的生命周期，即事先已经定义好的一个报文最多被转发的次数，RHC的值越小，报文在网络中存在的时间就越长,RHC评估报文在网络中的滞留时间，结点转发策略的参照量接触概率作为报文成功交付的评估因素，CDK-SQ-TG算法结合RHC参数和接触概率来定义报文的价值Vm； 其中，pa表示接触概率，RHC表示剩余的生命周期，RHCmax表示生命周期的上限，α∈0,1，根据具体的网络环境选择α的值，当α的值大于0.5时，在选择删除本地报文时更看重报文的接触概率,相反则更看重报文的剩余生命周期，V用于评估报文的价值，当Vm越小，该报文的价值越小，即该报文到达目标结点的可能性就越小以及其剩余的生命周期也越短，当结点进入拥塞状态时，不但立马解除拥塞状态,而且为后续转发来的报文提供额外的存储空间，提高网络的投递率；当结点收到一份报文且剩余内存空间小于最大报文的Size时，对本地报文按价值Vm进行排序，序列尾部的报文为价值最低的报文，删除尾部报文，如果剩余空间还不足最大报文Size则继续删除尾部报文直至剩余空间足够存放最大报文。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 王剑 低能耗高吞吐水声容断容迟网络通讯方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD