CN111629416A

CN111629416A - 消息传输方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN111629416A
Application number: CN202010457623.7A
Authority: CN
Inventors: 程刚; 赵文东; 王源野; 邹贵祥
Original assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Current assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2020-09-04

Abstract

本公开提供一种消息传输方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质，其中，所述消息传输方法包括：当携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，基于所述相遇节点的缓存队列长度，计算所述相遇节点的有效剩余能量值；以及，判断所述有效剩余能量值是否大于第一预设阈值；若大于第一预设阈值，则将所述消息转发至所述相遇节点。本公开实施例至少可以在均衡网络中能量的同时，有效保证消息的传输效率。

Description

消息传输方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种消息传输方法、一种消息传输系统、一种终端设备以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

在无线自组织网络中，节点主要通过电池来进行供电，因此节点能量极其有限。能量优化一直是无线自组织网络的研究重点，若节点能量消耗过快或者浪费了能量，会使节点无法高效参与消息转发，将导致节点提前死亡，从而影响了网络的连通性。

目前常用的消息传输方法主要有：动态源路由消息传输方法和按需距离矢量消息传输方法。其中动态源路由消息传输方法基于按需消息传输原理，当两个节点间需要进行通信时才会缓存路由记录，该方法中路由请求采用了泛洪的方式，导致能量消耗过大；而按需距离矢量消息传输方法是一种估计与距离矢量的方法，它利用消息传输的跳数来计算到达目的节点的距离，该方案虽然不会导致能量消耗过大，但是该方法对于大型网络而言需要较长的时间来传播路由信息，影响消息的传输效率。

当前的消息传输方法要么是能量消耗较大，要么影响消息传输效率。因此提出一种可以均衡网络中能量，同时保证消息传输效率的方案为目前亟待解决的问题。

发明内容

本公开提供了一种消息传输方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质，以解决目前等问题。

根据本公开实施例的一方面，提供一种消息传输方法，包括：

当携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，基于所述相遇节点的缓存队列长度，计算所述相遇节点的有效剩余能量值；以及，

判断所述有效剩余能量值是否大于第一预设阈值；

若大于第一预设阈值，则将所述消息转发至所述相遇节点。

在一种实施方式中，在计算所述相遇节点的有效剩余能量值之前，还包括：

获取所述相遇节点的行为属性；

根据所述相遇节点的行为属性，判断所述相遇节点对所述消息是否感兴趣；

若所述相遇节点对所述消息感兴趣，则判断所述相遇节点是否曾经获取所述消息；

若所述相遇节点未获取过所述消息，则执行基于所述相遇节点的缓存队列长度计算所述相遇节点的有效剩余能量值的步骤。

在一种实施方式中，在获取所述相遇节点的行为属性之前，还包括：

分别获取所述相遇节点和所述携带消息节点的社会属性；

根据所述相遇节点和所述携带消息节点的社会属性，计算所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性；

判断所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性是否大于第二预设阈值；

若所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性大于第二预设阈值，则执行获取所述相遇节点的行为属性的步骤。

在一种实施方式中，所述计算所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性，根据以下公式得到：

式中，sim(U_i,U_j)表示携带消息节点i与相遇节点j之间的社会相似性，w_i,n表示携带消息节点i的第n个社会属性的相关程度，w_j,n表示相遇节点j的第n个社会属性的相关程度，W_n表示第n个社会属性所占的权重值。

在一种实施方式中，所述计算所述相遇节点的有效剩余能量值，根据以下公式得到：

式中，

表示相遇节点j的有效剩余能量值，

表示相遇节点j在t时刻的剩余能量，

表示相遇节点j发送一个数据包所消耗的能量，p表示节点j缓存中的数据包数量，l表示相遇节点j缓存中的数据包的长度。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种消息传输系统，包括：

第一计算模块，其设置为当携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，基于所述相遇节点的缓存队列长度，计算所述相遇节点的有效剩余能量值；以及，

第一判断模块，其设置为判断所述有效剩余能量值是否大于第一预设阈值；

消息转发模块，其设置为在所述判断模块判断为大于第一预设阈值时，将所述消息转发至所述相遇节点。

在一种实施方式中，所述系统还包括：

第一获取模块，其设置为获取所述相遇节点的行为属性；

第二判断模块，其设置为根据所述相遇节点的行为属性，判断所述相遇节点对所述消息是否感兴趣；

所述第二判断模块还设置为，在所述第二判断模块判断为相遇节点对所述消息感兴趣时，判断所述相遇节点是否曾经获取过所述消息；

所述第一计算模块还设置为，在所述第二判断模块判断为相遇节点未曾获取过所述消息时，基于所述相遇节点的缓存队列长度计算所述相遇节点的有效剩余能量值。

在一种实施方式中，所述系统还包括：

第二获取模块，其设置为分别获取所述相遇节点和所述携带消息节点的社会属性；

第二计算模块，其设置为根据所述相遇节点和所述携带消息节点的社会属性，计算所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性；

第三判断模块，其设置为判断所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性是否大于第二预设阈值；

所述第二判断模块还设置为，在所述第三判断模块判断为相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性大于第二预设阈值时，获取所述相遇节点的行为属性。

在一种实施方式中，所述第二计算模块，根据以下公式得到：

在一种实施方式中，所述第一计算模块，根据以下公式得到：

式中，

表示相遇节点j的有效剩余能量值，

表示相遇节点j在t时刻的剩余能量，

表示相遇节点j发送一个数据包所消耗的能量，p表示相遇节点j缓存中的数据包数量，l表示相遇节点j缓存中的数据包的长度。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行所述的消息传输方法。

根据本公开实施例的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行所述的消息传输方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例提供的消息传输方法，当携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，首先基于所述相遇节点的缓存队列长度，计算所述相遇节点的有效剩余能量值，然后判断所述有效剩余能量值是否大于第一预设阈值，并在有效剩余能量值大于第一预设阈值时，将所述消息转发至所述相遇节点。本公开实施例至少可以均衡网络中能量的同时，保证消息的传输效率。

本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。

图1为本公开实施例提供的一种消息传输方法的流程示意图；

图2为本公开另一实施例提供的一种消息传输方法的流程示意图；

图3为本公开实施例提供的一种消息传输系统的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；并且，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本公开的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

请参照图1，图1为本公开实施例提供的一种消息传输方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101-S103。

在步骤S101中，当携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，基于所述相遇节点的缓存队列长度，计算所述相遇节点的有效剩余能量值。

具体地，在计算相遇节点的有效剩余能量值之前，本实施例首先对网络进行初始化，并判断相遇节点是否即为目的节点，如果该相遇节点为目的节点，则直接将消息转发给该相遇节点，只有在该相遇节点不是目的节点时才执行计算相遇节点的有效剩余能量值及后续步骤，其中目的节点为消息传输链路中终点，为消息的最终接收方。

可以理解的是，在网络传输中，为了避免消息拥塞的情况，一般会采用消息缓冲队列的结构来处理接收到的消息，其中缓存队列长度为用于将消息存储在消息缓存队列中的一个固定长度。

本实施例中，携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，首先计算相遇节点的有效剩余能量值，并根据其有效剩余能量值的大小决定是否将消息传输给该相遇节点，其中，有效剩余能量值与相关技术中的剩余能量值不同的是，本实施例是基于相遇节点的缓存队列长度计算得到，具体地，所述计算所述相遇节点的有效剩余能量值，根据以下公式得到：

式中，

表示相遇节点j的有效剩余能量值，

表示相遇节点j在t时刻的剩余能量，

需要说明的是，其中p×l即为本实施例中的缓存队列长度，t时刻为携带消息节点和相遇节点的相遇时刻，此处强调时间刻的目的在于，随着时间的推移，节点的剩余能量并不一定相同，通过计算相遇节点在t时刻的剩余能量，并将剩余能量减去缓存队列中数据包传输所需要的能量，得到相遇节点的有效剩余能量值。相较于一些相关技术中直接根据节点的剩余能量选择下一跳节点进行消息传输，本实施例考虑了缓存队列中数据包需要的能量，所计算的到的剩余能量相较于相关技术中的剩余能量来说，更加符合实际情况，为传输消息过程中均衡网络中能量奠定基础。

在步骤S102中，判断所述有效剩余能量值是否大于第一预设阈值，若是，则执行步骤S103，否则，结束流程，携带消息继续在网络中移动，寻找下一个相遇节点，然后计算下一个相遇节点的有效剩余能量值是否符合该消息的传输要求，依此类推。

需要说明的是，本领域技术人员可以针对实际应用结合消息传输所需要消耗的能量大小，对第一预设阈值的数值进行适应性设定，此处不再赘述。

在步骤S103中，将所述消息转发至所述相遇节点。

可以理解的是，本实施例将消息转发给该相遇节点，该相遇节点作为消息传输的下一跳节点继续根据上述方式寻找下一跳节点，直到消息传输至目的节点。

为了提高选择消息传输的下一跳节点的合理性，以进一步均衡网络中能量以及保证消息传输效率，请参照图2，图2为本公开另一实施例提供的一种消息传输方法的流程示意图，与上一实施例不同的是，本实施例在上一实施例的基础上，本实施例在计算所述相遇节点的有效剩余能量值(即步骤S101)之前，还增加了对相遇节点的社会属性以及行为属性进行分析的步骤，具体地，本实施例还包括步骤S201-S206。

本实施例提出了一种避免能量浪费的消息传输方法，该方法在保证网络连通性的同时，以最大限度避免浪费能量为目标，首先根据节点的社会属性计算节点之间的社会相似性，然后判断相遇节点的行为属性，当相遇节点对消息感兴趣且没有获得过此消息的节点时，再根据相遇节点的缓存队列长度计算其有效剩余能量，最后根据相遇节点的有效剩余能量是否大于阈值，再决定是否对相遇节点进行消息转发。

在步骤S201中，分别获取所述相遇节点和所述携带消息节点的社会属性。

可以理解的是，常用的节点社会属性有：社区(community)、中心性(centrality)、相似性(similarity)等等。其中社区描述了一组具有相近位置或者近似兴趣的节点集合，社区内的节点具有更强的社会关联；中心性是衡量网络中节点地位的量度指标；相似性则是用于分析节点间具有的某些共同特征。

在步骤S202中，根据所述相遇节点和所述携带消息节点的社会属性，计算所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性。

本实施例中，通过获取相遇节点和携带消息节点的社会属性，然后根据相遇节点和携带消息节点的各社会属性计算两个节点之间的社会相似性，具体地，根据以下公式得到：

在步骤S203中，判断所述相遇节点与所述携带消息节点之间的社会相似性是否大于第二预设阈值，若是，则执行步骤S204，否则，结束流程，携带消息节点继续移动并寻找下一个相遇节点，此处不再赘述。

相较于上一实施例，本实施例首先计算携带消息节点和相遇节点的社会相似性，其中社会相似性越高，表示携带消息节点和相遇节点的相遇频率以及相关性越高，传输消息也越可靠，本实施例只有在社会相似性大于第二预设阈值时，才执行步骤S101及后续步骤，避免将消息传输给社会相似性较低的节点，影响消息传输的效率。

需要说明的是，本领域技术人员可以针对实际应用结合节点之间的社会属性，对第二预设阈值的数值进行适应性设定，此处不再赘述。

在步骤S204中，获取所述相遇节点的行为属性。

本实施例中，行为属性表示节点对消息所发生过的某种行为。本实施例中，按照行为属性可以将节点划分为：携带消息的节点；对消息感兴趣但没有获得过此消息的节点；曾经获得过此消息但后来由于不感兴趣等原因丢弃了此消息的节点；从未对此消息感兴趣的节点。

在步骤S205中，根据所述相遇节点的行为属性，判断所述相遇节点对所述消息是否感兴趣，若是，则执行步骤S206，否则，结束流程，并寻找下一个相遇节点，此处不再赘述。

本实施例在计算携带消息节点和相遇节点的社会相似性的基础上，还需要判断相遇节点是否对该消息感兴趣，其中，判断相遇节点是否感兴趣根据节点的行为属性进行判断，可以理解的是，相遇节点对该消息感兴趣相较于相遇节点对消息不感兴趣或者曾经感兴趣但丢弃，其中感兴趣的节点可以有效增强传输消息的目的性。

在步骤S206中，判断所述相遇节点是否曾经获取过所述消息，若否，则执行步骤101，否则，结束流程，并寻找下一个相遇节点，此处不再赘述。

基于相同的技术构思，本公开实施例相应还提供一种消息传输系统，如图3所示，所述系统包括第一计算模块31、第一判断模块32以及消息转发模块33，其中，

所述第一计算模块31，其设置为当携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，基于所述相遇节点的缓存队列长度，计算所述相遇节点的有效剩余能量值；以及，

所述第一判断模块32，其设置为判断所述有效剩余能量值是否大于第一预设阈值；

所述消息转发模块33，其设置为在所述判断模块判断为大于第一预设阈值时，将所述消息转发至所述相遇节点。

在一种实施方式中，所述系统还包括：

第一获取模块，其设置为获取所述相遇节点的行为属性；

在一种实施方式中，所述系统还包括：

式中，

表示相遇节点j的有效剩余能量值，

表示相遇节点j在t时刻的剩余能量，

基于相同的技术构思，本公开实施例相应还提供一种终端设备，如图4所示，所述终端设备包括存储器41和处理器42，所述存储器41中存储有计算机程序，当所述处理器42运行所述存储器41存储的计算机程序时，所述处理器42执行所述的消息传输方法。

需要说明的是，本实施例提供的系统中各模块用于执行上述方法实施例中的各个步骤，其原理已在方法示例中进行详述，此处不再赘述。

基于相同的技术构思，本公开实施例相应还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行所述的消息传输方法。

综上所述，本公开实施例提供的一种消息传输方法、系统、终端设备以及计算机可读存储介质，在携带消息节点在移动过程中与其它节点相遇时，首先基于所述相遇节点的缓存队列长度，计算所述相遇节点的有效剩余能量值，然后判断所述有效剩余能量值是否大于第一预设阈值，在有效剩余能量值大于第一预设阈值时将所述消息转发至所述相遇节点，基于上述方案本公开实施例至少在均衡网络中能量的同时，有效保证消息的传输效率；进一步的，本实施例还利用节点的社会属性以及行为属性，对相遇节点进行初步筛查，当相遇节点与携带消息节点社会相似性大于第二预设阈值并对消息感兴趣的节点时，再计算相遇节点的有效剩余能量值，并决定是否选择将消息传输给该相遇节点，可以进一步增强消息传输的目的性及可靠性，以提高消息传输的效率。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。