CN104936225A - 一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于移动网络及社会网络领域，具体涉及一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法。移动终端通过机会链路以时间t2为周期定期向控制中心发送消息交付情况；控制中心根据消息交付情况评估不确定性的全局网络状态NS，并将其交付至卫星；卫星通过单向卫星链路以时间t1为周期定期发送至移动终端。本发明利用不确定性的全局网络状态反馈这种网络状态弱反馈性质，获取整体网络状态的全局反馈，对消息分发策略进行优化控制和自适应调整，使之达到优化全局网络效用目标。

Description

一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法
技术领域
本发明属于移动网络及社会网络领域，具体涉及一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法。
背景技术
混合式移动社会网络(Hybrid Mobile Social Networks，HMSNs)是一种新型网络，不但具备移动网络与社会网络、集中式拓扑与分布式拓扑、直接链路与机会链路共存下的结构互补优势，而且还存在着不确定性全局状态反馈的能力——弱反馈。然而，在难以获得确定性的网络状态反馈的网络环境下，移动节点无法自适应选择消息分发策略，网络资源浪费现象严重，网络效用较低。因此，亟需一种反应式的消息分发控制方法，使其能够根据不确定性的网络状态反馈自适应地控制消息分发行为，以提高网络效用。
目前，文章“移动社会网络中社会性路由算法研究”结合“小世界”特性，利用社会网络指标中心度，提出了一种基于中心度的副本控制路由算法。算法中，路由分为社区内和社区间两种情况，消息在社区内传输时，将消息限制在社区内；消息在社区间传输时，利用中心度效用值衡量节点的活跃度，增加消息到达目的节点的速度。文章“Contact durationaware evaluation for content dissemination delay in mobile social network”提出了一个连接持续时间感知框架，对移动社会网络中内容分发过程进行建模，并利用一个与内容大小、用户自私性、订阅数量等相关的显示表达式表述平均内容分发延迟。文章“An EpidemicModel of Information Dissemination in Mobile Social Networks”面向移动社会网络提出了一个消息分发模型，修改消息分发的动态方程式。通过在真实无尺度的社会点调查模型的行为，发现具有大出度的最初传播者可以增大消息分发，具有大入度的节点较容易变成一个传播者。专利“Social mobilized content sharing(US2008320139(A1))”为了通过移动设备对多媒体内容进行分发，针对识别和利用社会代理，提出了一个系统和方法。其中，社会代理可以识别一个或多个多媒体内容分发列表。
综上所述，目前移动社会网络中消息分发主要是依靠消息分发模型或者是节点的某些特性(比如节点中心度等)，主要缺点表现在：
①当进行消息分发时，利用节点间的持续连接时间、节点的某些特性进行消息分发，只是考虑局部节点资源，不考虑全局网络状态，从而无法整体上对消息分发策略进行控制。
②在难以获得确定性的网络状态反馈的网络环境下，移动节点无法自适应选择消息分发策略，网络资源浪费现象严重，网络效用较低。
本发明的一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法利用不确定性的全局网络状态反馈这种弱反馈性质，获取整体网络状态的全局反馈，各个节点独立地对消息分发策略进行优化控制和自适应调整，从而达到优化全局网络效用(Global Utility)的目标。本发明可以有效避免移动节点为最大化自身消息分发效率而选择恶化网络性能的策略。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在连接受限并难以获得网络状态的确定性反馈的网络环境下，提供一种对消息分发策略进行优化控制的面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法。
本发明的目的是这样实现的:
(1)移动终端通过机会链路以时间t2为周期定期向控制中心发送消息交付情况；
(2)控制中心根据消息交付情况评估不确定性的全局网络状态NS，并将其交付至卫星；
(3)卫星通过单向卫星链路以时间t1为周期定期发送至移动终端；
(4)移动终端接收卫星发送的全局网络状态NS：{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}；
(5)判断全局网络状态NS中消息交付率mDelivery是否大于α1，0<α1<1，如果是，则执行(6)；否则，调度决策集P中的提高消息交付率pDelivery决策；
(6)判断全局网络状态NS中网络平均延迟mDelay是否小于α2，α2>0，，如果是，则执行(7)；否则，调度决策集P中的降低网络延迟pDelay决策；
(7)判断全局网络状态NS中网络开销mOverhead是否小于α3，α3>0，如果是，则结束；否则，调度决策集P中的降低网络开销pOverhead决策。
本发明的有益效果在于：
本发明利用不确定性的全局网络状态反馈这种网络状态弱反馈性质，获取整体网络状态的全局反馈，对消息分发策略进行优化控制和自适应调整，使之达到优化全局网络效用目标。本发明在网络中各个节点进行消息分发时，考虑控制中心评估的全局网络状态反馈，可以有效避免移动节点为最大化自身消息分发效率而选择恶化网络性能的策略。
附图说明
图1一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法的网络部署图；
图2一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更详细的描述：
本发明的特点利用不确定性的全局网络状态反馈这种网络状态弱反馈性质，对消息分发策略进行优化控制和自适应调整，使其能优化全局网络效用(Global Utility)。
本发明主要部署在控制中心、卫星、移动终端之上。
(1)控制中心根据移动终端通过机会链路发送来的消息交付情况mdSituation{消息成功交付数，消息交付延迟}，评估不确定性的全局网络状态NS{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}，并将其交付至卫星。
(2)卫星接收控制中心评估的不确定性的全局网络状态NS，并通过单向卫星链路以时间t1为周期(时间t1是事先设定的值)定期发送至移动终端。
(3)移动终端首先通过机会链路以时间t2为周期(时间t2是事先设定的值)定期向控制中心发送该移动终端在t2周期(时间t2是事先设定的值)内的消息交付情况mdSituation{消息成功交付数，消息交付延迟}，并接收卫星传输的控制中心评估的不确定性的全局网络状态。移动终端中的一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法根据全局网络状态NS，优化全局网络效用(Global Utility)。
本发明优化全局网络效用的技术方案是：提出一种面向混合式移动社会网络的消息分发控制方法，根据网络中任意节点i所接收的全局网络状态NS：{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}，节点i以优化全局网络效用为目标独立地做出对消息分发策略优化控制的决策，决策集P：{提高消息交付率pDelivery，降低网络平均延迟pDelay，降低网络开销pOverhead}。其中全局网络效用(Global Utility)＝mDelivery/(mDrop+mDelay+mOverhead)。
本发明的一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法流程如下：
(1)移动终端通过机会链路以时间t2为周期(时间t2是事先设定的值)定期向控制中心发送消息交付情况mdSituation。
(2)控制中心根据消息交付情况评估不确定性的全局网络状态NS，并将其交付至卫星。
(3)卫星通过单向卫星链路以时间t1为周期(时间t1是事先设定的值)定期发送至移动终端。
(4)移动终端接收卫星发送的全局网络状态NS：{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}。
(5)判断全局网络状态NS中消息交付率mDelivery是否大于α1(0<α1<1，α1是事先设定的阈值)，如果是，则执行(6)；否则，调度决策集P中的提高消息交付率pDelivery决策。
(6)判断全局网络状态NS中网络平均延迟mDelay是否小于α2(α2>0，α2是事先设定的阈值)，如果是，则执行(7)；否则，调度决策集P中的降低网络延迟pDelay决策。
(7)判断全局网络状态NS中网络开销mOverhead是否小于α3(α3>0，α3是事先设定的阈值)，如果是，则结束；否则，调度决策集P中的降低网络开销pOverhead决策。
本发明主要部署在控制中心、卫星、移动终端之上。
(1)控制中心根据移动终端通过机会链路发送来的消息交付情况mdSituation{消息成功交付数，消息交付延迟}，评估不确定性的全局网络状态NS{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}，并将其交付至卫星。
(2)卫星接收控制中心评估的不确定性的全局网络状态NS，并通过单向卫星链路以时间t1为周期(时间t1是事先设定的值)定期发送至移动终端。
(3)移动终端首先通过机会链路以时间t2为周期(时间t2是事先设定的值)定期向控制中心发送该移动终端在t2周期(时间t2是事先设定的值)内的消息交付情况mdSituation{消息成功交付数，消息交付延迟}，并接收卫星传输的控制中心评估的不确定性的全局网络状态。移动终端中的一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法根据全局网络状态NS，优化全局网络效用(Global Utility)。
本发明优化全局网络效用的技术方案是：提出一种面向混合式移动社会网络的消息分发控制方法，根据网络中任意节点i所接收的全局网络状态NS：{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}，节点i以优化全局网络效用为目标独立地做出对消息分发策略优化控制的决策，决策集P：{提高消息交付率pDelivery，降低网络平均延迟pDelay，降低网络开销pOverhead}。其中全局网络效用(Global Utility)＝mDelivery/(mDrop+mDelay+mOverhead)。
当全局网络状态集NS中消息交付率mDelivery大于α1(0<α1<1，α1是事先设定的阈值)时，本发明结合实施例1通过以下步骤来实施具体的数据分发优化控制：
步骤1移动终端通过机会链路以时间t2为周期(时间t2是事先设定的值)定期向控制中心发送消息交付情况mdSituation。
步骤2控制中心根据消息交付情况评估不确定性的全局网络状态NS，并将其交付至卫星。
步骤3卫星通过单向卫星链路以时间t1为周期(时间t1是事先设定的值)定期发送至移动终端。
步骤4移动终端接收卫星发送的全局网络状态NS：{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}。
步骤5判断全局网络状态NS中网络平均延迟mDelay是否小于α2(α2>0，α2是事先设定的阈值)，如果是，则执行步骤6；否则，调度决策集P中的降低网络延迟pDelay决策。
步骤6判断全局网络状态NS中网络开销mOverhead是否小于α3(α3>0，α3是事先设定的阈值)，如果是，则结束；否则，调度决策集P中的降低网络开销pOverhead决策。
当全局网络状态NS中消息交付率mDelivery大于等于α1(0<α1<1，α1是事先设定的阈值)时，本发明结合实施例2通过以下步骤来实施具体的数据分发优化控制：
步骤1移动终端通过机会链路以时间t2为周期(时间t2是事先设定的值)定期向控制中心发送消息交付情况mdSituation。
步骤2控制中心根据消息交付情况评估不确定性的全局网络状态NS，并将其交付至卫星。
步骤3卫星通过单向卫星链路以时间t1为周期(时间t1是事先设定的值)定期发送至移动终端。
步骤4移动终端接收卫星发送的全局网络状态NS：{消息交付率mDelivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}。
步骤5调度决策集P中的提高消息交付率pDelivery决策。
本发明的有益效果体现在：
(1)本发明利用不确定性的全局网络状态反馈这种网络状态弱反馈性质，获取整体网络状态的全局反馈，对消息分发策略进行优化控制和自适应调整，使之达到优化全局网络效用(Global Utility)目标。
(2)本发明在网络中各个节点进行消息分发时，考虑控制中心评估的全局网络状态反馈，可以有效避免移动节点为最大化自身消息分发效率而选择恶化网络性能的策略。

Claims (1)

1.一种面向混合式移动社会网络的消息分发优化控制方法，其特征在于：
(1)移动终端通过机会链路以时间t2为周期定期向控制中心发送消息交付情况；
(2)控制中心根据消息交付情况评估不确定性的全局网络状态NS，并将其交付至卫星；
(3)卫星通过单向卫星链路以时间t1为周期定期发送至移动终端；
(4)移动终端接收卫星发送的全局网络状态NS：{消息交付率mDel ivery，网络平均延迟mDelay，网络开销mOverhead}；
(5)判断全局网络状态NS中消息交付率mDel ivery是否大于α1，0<α1<1，如果是，则执行(6)；否则，调度决策集P中的提高消息交付率pDelivery决策；
(6)判断全局网络状态NS中网络平均延迟mDelay是否小于α2，α2>0，，如果是，则执行(7)；否则，调度决策集P中的降低网络延迟pDelay决策；
(7)判断全局网络状态NS中网络开销mOverhead是否小于α3，α3>0，如果是，则结束；否则，调度决策集P中的降低网络开销pOverhead决策。
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