CN113938859B - 用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统和方法 - Google Patents

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CN113938859B CN202111515198.3A CN202111515198A CN113938859B CN 113938859 B CN113938859 B CN 113938859B CN 202111515198 A CN202111515198 A CN 202111515198A CN 113938859 B CN113938859 B CN 113938859B
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Abstract

本发明涉及一种用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，包括以下步骤：基于网关节点所处的位置计算节点选择概率；在移动设备行驶到各个网关节点处时，基于各个网关节点的节点选择概率选择设定数量的所述网关节点与所述移动设备的车载节点一起构成用于所述移动设备的集中式和分散式通信的移动组网；所述车载节点和所述网关节点通过所述移动组网进行通信。本发明还涉及用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统。实施本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法和系统，在动态通信中，能够考虑弯道节点和直道节点，从而更好地进行节点选择，从而保障动态通信。

Description

用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统和方法
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统和方法。
背景技术
自组网是指预先架设基础网络设施(诸如基站和路由器等)的网络，它们将处于网络中的无线移动节点加入到网络中，使移动的无线节点之间能够相互通信。在有网络的地方，移动中的无线节点可自动加入到网络中，但远离无线网络的接入范围，则会断开网络。自组网在网络建设前已经预设网络架构，但在网络中除了路由器以外，其他的节点无法自动寻找路径，基础的网络设施的移动或者破坏，会造成整个网络通信的瘫痪。由于自组网除了路由器节点以外，其他的节点无法自动寻找路径，因此可自动寻址节点的移动或者破坏，会造成整个网络通信的瘫痪。因此，在此基础上提出了动态自组网。动态自组网指由多个移动终端组成的无线网络，它们不需要通过固定通信网络基础设施，也不需要预设的网络架构，可以快速独立的组织网络。整个网络中没有中心实体，网络中两个无法直接通信的节点可以借助中间节点跳发，形成多跳的通信模式。网中任意节点的移动和破坏，并不会影响其他节点的传输。
然而，在地面轨道交通通信中，移动设备，即轨道交通车在高速运行过程中，需要通过车载节点与地面节点构成的车地无线网络进行通信。由于轨道交通车一直在高速运行，因此其上的车载节点将与地面节点进行不断的动态组网才能完成信号通信。然而，轨道交通车在运行过程中将分别经过直道和弯道。直道和弯道上的地面节点排列不同，分布不同，因此如何在动态通信中考虑弯道节点和直道节点，从而更好地进行节点选择，从而保障动态通信，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种在动态通信中，能够考虑弯道节点和直道节点，从而更好地进行节点选择，从而保障动态通信的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统和方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，包括以下步骤：
S1、基于网关节点所处的位置计算节点选择概率；
S2、在移动设备行驶到各个网关节点处时，基于各个网关节点的节点选择概率选择设定数量的所述网关节点与所述移动设备的车载节点一起构成用于所述移动设备的集中式和分散式通信的移动组网；
S3、所述车载节点和所述网关节点通过所述移动组网进行通信。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，所述步骤S1进一步包括：
S11、针对位于直线轨道的两侧的待连接网关节点，基于所述待连接网关节点的节点度和可调参数计算其直线节点选择概率；
S12、针对位于弯曲轨道的两侧的待连接网关节点，基于所述待连接网关节点的节点度，所述可调参数、移动组网内与所述网关节点连接的网内节点的能量，以及所述待连接网关节点和所述网内节点之间的距离计算其弯道节点选择概率。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，在步骤S11中，基于直线节点概率公式计算所述直线节点选择概率：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 307615DEST_PATH_IMAGE002
表示网关节点i的节点度，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示网关节点j的节点度，网关节点j为连接到所述网关节点i的网关节点，
Figure 799776DEST_PATH_IMAGE004
表示可调参数，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，m表示所述网关节点i覆盖的网关节点数量，
Figure 775823DEST_PATH_IMAGE006
表示相同环境下各个网关节点的历史选择权重，n表示网关节点序号。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，在步骤S12中，基于弯道节点概率公式计算弯道节点选择概率：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 880307DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示网关节点i的剩余能量，
Figure 586095DEST_PATH_IMAGE010
表示所述待连接网关节点与所述网关节点i之间的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示网关节点j是属于所述移动组网中的网关节点。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，所述可调参数基于所述剩余能量和所述距离可调。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，进一步包括以下步骤：
S0、每个网关节点与其邻居网关节点进行信号交换以获取逻辑邻居节点图，从所述逻辑邻居节点图获取各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、以及彼此之间的距离，并从各个网关节点获取其剩余能量和历史选择权重。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，所述步骤S0进一步包括：
S01、对于每个网关节点，按照所述网关节点的邻居网关节点图，求得其邻居网关节点最小生成树；
S02、基于所述邻居网关节点最小生成树，获取所述网关节点的逻辑邻居网关节点集合；
S03、基于所述网关节点、所述逻辑邻居网关节点集合，以及所述网关节点和所述逻辑邻居网关节点集合之间的链路形成所述逻辑邻居网关节点图；
S04、从所述逻辑邻居节点图获取各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、以及彼此之间的距离；
S05、从各个网关节点获取其剩余能量和历史选择权重。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，在所述步骤S01中，对任意网关节点
Figure 921261DEST_PATH_IMAGE012
，根据其邻居网关节点图
Figure DEST_PATH_IMAGE013
求得其邻居网关节点最小生成树
Figure 712500DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为所述邻居网关节点最小生成树的边，在所述邻居网关节点最小生成树
Figure 791314DEST_PATH_IMAGE016
中，所有与网关节点u相邻的网关节点为所述网关节点u的逻辑邻居网关节点集合；所述逻辑邻居网关节点集合为
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；所述逻辑邻居网关节点图表示为：
Figure 351609DEST_PATH_IMAGE018
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；V表示全部网关节点，v表示V中u的邻居网关节点，
Figure 857676DEST_PATH_IMAGE020
表示网关节点u的临界链接数，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示网关节点u和邻居网关节点v之间的链路。
在本发明所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法中，所述移动设备为轨道交通工具。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统，包括多个网关节点和软件定义互联控制器，所述网关节点分别设置在移动设备和所述移动设备的运行轨道上，所述软件定义互联控制器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法。
实施本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法和系统，在动态通信中，能够考虑弯道节点和直道节点，从而更好地进行节点选择，从而保障动态通信。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法的优选实施例的流程图；
图2是本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法的优选实施例的信息获取步骤的流程图；
图3是本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统的优选实施例的原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法的优选实施例的流程图。如图1所示，在步骤S1中，基于网关节点所处的位置计算节点选择概率。对于移动设备，尤其是像轨道交通车这样的移动设备，其在行驶过程中，会行驶在不同的轨道上，例如直线轨道和弯曲轨道。而排布在直线轨道和弯曲轨道上的网关节点的分布密度有很大不同并且受各个网关节点之间的能量和距离影响差别较大。因此，在本发明的优选实施例中，基于网关节点所处的位置计算节点选择概率具体包括如下步骤。
针对位于直线轨道的两侧的待连接网关节点，基于所述待连接网关节点的节点度和可调参数计算其直线节点选择概率。由于在移动设备在直线轨道上行驶时，直线行驶过程中，环境单一，因此各个网关节点受外界环境影响较弯道较小，因此我们基于直线节点概率公式计算每个网关节点的所述直线节点选择概率：
Figure 634746DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 517251DEST_PATH_IMAGE002
表示网关节点i的节点度，
Figure 869735DEST_PATH_IMAGE003
表示网关节点j的节点度，网关节点j为连接到所述网关节点i的网关节点，
Figure 812284DEST_PATH_IMAGE004
表示可调参数，其中
Figure 312535DEST_PATH_IMAGE005
， m表示所述网关节点i覆盖的网关节点数量，
Figure 733152DEST_PATH_IMAGE006
表示相同环境下各个网关节点的历史选择权重，n表示网关节点序号。而同样地。
Figure 205722DEST_PATH_IMAGE003
也可以表示成
Figure 53592DEST_PATH_IMAGE022
，只是其中的m表示所述网关节点j覆盖的网关节点数量，
Figure 41140DEST_PATH_IMAGE006
同样表示相同环境下各个网关节点的历史选择权重，n同样表示网关节点序号。
在本发明的一个优选实施例中，各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、相同环境下各个网关节点的历史选择权重可以通过各个网关节点之间的彼此通信或者其与件定义互联控制器之间的通信获得。所述可调参数
Figure 265448DEST_PATH_IMAGE004
可以由本领域技术人员根据历史数据预设。
在本发明的另一优选实施例中，每个网关节点与其邻居网关节点进行信号交换以获取逻辑邻居节点图，从所述逻辑邻居节点图获取各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、以及彼此之间的距离，并从各个网关节点获取其剩余能量和历史选择权重。图2示出了优选的信息获取步骤的流程图。
而由于在弯道轨道处，各个网关节点的排布密度与直线行驶有很大不同，因此在新网络节点加入时，需要择优选择链接。因此，针对位于弯曲轨道的两侧的待连接网关节点，基于所述待连接网关节点的节点度，所述可调参数、移动组网内与所述网关节点连接的网内节点的能量，以及所述待连接网关节点和所述网内节点之间的距离计算其弯道节点选择概率。
在弯道轨道处，待连接网关节点进入移动组网后，将选择其覆盖范围内的m个节点连接。假定新加入的待连接网关节点连接到某个已存在于移动组网中的网关节点i的概率为
Figure 592524DEST_PATH_IMAGE023
i，这个概率受到节点度、两节点之间的距离，以及节点i的剩余能量E和近似环境下节点历史选择概率的约束。
在本发明的优选实施例中，我们基于弯道节点概率公式计算弯道节点选择概率：
Figure 876875DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 351718DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 114138DEST_PATH_IMAGE009
表示网关节点i的剩余能量，
Figure 295721DEST_PATH_IMAGE010
表示所述待连接网关节点与所述网关节点i之间的距离。
Figure 750973DEST_PATH_IMAGE011
表示网关节点j是属于所述移动组网中的网关节点。同样地，如前所述，
Figure 214577DEST_PATH_IMAGE002
表示网关节点i的节点度，
Figure 780688DEST_PATH_IMAGE003
表示网关节点j的节点度，网关节点j为连接到所述网关节点i的网关节点，
Figure 816777DEST_PATH_IMAGE004
表示可调参数，其中
Figure 505247DEST_PATH_IMAGE005
， m表示所述网关节点i覆盖的网关节点数量，
Figure 892366DEST_PATH_IMAGE006
表示相同环境下各个网关节点的历史选择权重，n表示网关节点序号。而同样地。
Figure 996588DEST_PATH_IMAGE003
也可以表示成
Figure 152763DEST_PATH_IMAGE024
，只是其中的m表示所述网关节点j覆盖的网关节点数量，
Figure 12135DEST_PATH_IMAGE006
同样表示相同环境下各个网关节点的历史选择权重，n同样表示网关节点序号。因此，网关节点i的剩余能量越大，所述待连接网关节点与所述网关节点i之间的距离越近，网关节点i以及其关联节点j的节点度（即网关节点的历史选择权重）越大，待连接网关节点与其相连的概率越大。在此，为了提高信道质量，待连接网关节点应尽可能的与其较近的网关节点相连接。
在步骤S2中，在移动设备行驶到各个网关节点处时，基于各个网关节点的节点选择概率选择设定数量的所述网关节点与所述移动设备的车载节点一起构成用于所述移动设备的集中式和分散式通信的移动组网。在本发明的优选实施例中，可以将在步骤S1中计算出的节点选择概率从高到低进行排序，选择排序在前面设定数量的所述网关节点与所述移动设备的车载节点一起构成用于所述移动设备的集中式和分散式通信的移动组网。在本发明的另一优选实施例中，可以设定一个最低概率，仅选择节点选择概率高于该最低概率的网关节点参与构成用于所述移动设备的集中式和分散式通信的移动组网。在本发明的其他优选实施例中，本领域技术人员还可以根据其他原则进行选择。
在步骤S3中，所述车载节点和所述网关节点通过所述移动组网进行通信。在构建移动组网之后，所述移动设备的车载节点和所述网关节点可以进行通信，并且可以通过软件定义互联控制器进行控制。
本领域技术人员知悉，虽然在此以轨道交通车为移动设备进行说明，该移动设备并不限于轨道交通车，其还可以包括例如无轨交通车，或者其余适用于本发明的移动设备。
实施本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，在动态通信中，能够考虑弯道节点和直道节点，从而更好地进行节点选择，从而保障动态通信。
图2是本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法的优选实施例的信息获取步骤的流程图。该步骤可以在任何适合的时刻进行，比如在前述步骤S1之前进行，或者在步骤S1的执行过程中进行。
如图2所示，在步骤S01中，对于每个网关节点，按照所述网关节点的邻居网关节点图，求得其邻居网关节点最小生成树。在本发明的优选实施例中，对任意网关节点
Figure 620971DEST_PATH_IMAGE025
，根据其邻居网关节点图
Figure 794463DEST_PATH_IMAGE026
求得其邻居网关节点最小生成树
Figure 805144DEST_PATH_IMAGE027
，其中
Figure 835417DEST_PATH_IMAGE028
为所述邻居网关节点最小生成树的边，在所述邻居网关节点最小生成树
Figure 931549DEST_PATH_IMAGE029
中，所有与网关节点u相邻的网关节点为所述网关节点u的逻辑邻居网关节点集合；所述逻辑邻居网关节点集合为
Figure 377574DEST_PATH_IMAGE030
；所述逻辑邻居网关节点图表示为：
Figure 508341DEST_PATH_IMAGE031
，其中
Figure 213910DEST_PATH_IMAGE032
；V表示全部网关节点，v表示V中u的邻居网关节点，
Figure 797338DEST_PATH_IMAGE033
表示网关节点u的临界链接数，
Figure 47054DEST_PATH_IMAGE021
表示网关节点u和邻居网关节点v之间的链路。
在步骤S02中，基于所述邻居网关节点最小生成树，获取所述网关节点的逻辑邻居网关节点集合。在该步骤中，通过读取所述邻居网关节点最小生成树中的具体信息，可以获得每个网关节点的逻辑邻居网关节点集合。
在步骤S03中，基于所述网关节点、所述逻辑邻居网关节点集合，以及所述网关节点和所述逻辑邻居网关节点集合之间的链路形成所述逻辑邻居网关节点图。
在步骤S04中，从所述逻辑邻居节点图获取各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、以及彼此之间的距离。在此可以采用软件定义互联控制器读取所述逻辑邻居网关节点图，从而分析获得各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、以及彼此之间的距离。
在步骤S05中，可以通过软件定义互联控制器从各个网关节点获取其剩余能量和历史选择权重。
在此，所述步骤S04和S05可以同时进行，也可以分开进行，其顺序可以根据实际需要进行调整。
通过多生成树来生成逻辑邻居网关节点图并且采用软件定义互联控制器进行信息的获取和交互，能够快速有效获取节点选择相关信息，有助于更好地进行节点选择，从而保障动态通信。
图3是本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统的优选实施例的原理框图。如图3所示，本发明的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统包括多个网关节点100和软件定义互联控制器（SoftwareDefinedNetwork，SDN）200。所述网关节点100分别设置在移动设备300和所述移动设备300的运行轨道400上，所述软件定义互联控制器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法。具体实施过程可以参照图1-2所示的实施例，在此就不再累述了。
如图3所示，设置在移动设备300上的所述网关节点100可以设置在移动设备300的头端和尾端。当然，所述网关节点100也可以设置在移动设备300的其他适合的位置。此外，设置在运行轨道400两侧的网关节点100可以等距设置，也可以不等距设置，具体可以根据实际地理情况和需求进行排布。
因此，本发明可以通过硬件、软件或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现本发明方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行程序控制计算机系统，使其按本发明方法运行。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基于网关节点所处的位置计算节点选择概率；
S2、在移动设备行驶到各个网关节点处时，基于各个网关节点的节点选择概率选择设定数量的所述网关节点与所述移动设备的车载节点一起构成用于所述移动设备的集中式和分散式通信的移动组网；
S3、所述车载节点和所述网关节点通过所述移动组网进行通信；
所述步骤S1进一步包括：
S11、针对位于直线轨道的两侧的待连接网关节点，基于所述待连接网关节点的节点度和可调参数计算其直线节点选择概率；
S12、针对位于弯曲轨道的两侧的待连接网关节点，基于所述待连接网关节点的节点度，所述可调参数、移动组网内与所述网关节点连接的网内节点的能量，以及所述待连接网关节点和所述网内节点之间的距离计算其弯道节点选择概率；
在步骤S11中，基于直线节点概率公式计算所述直线节点选择概率：
Figure 884468DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 869741DEST_PATH_IMAGE002
表示网关节点i的节点度，
Figure 179500DEST_PATH_IMAGE003
表示网关节点j的节点度，网关节点j为连接到所述网关节点i的网关节点，
Figure 312541DEST_PATH_IMAGE004
表示可调参数，其中
Figure 365947DEST_PATH_IMAGE005
，m表示所述网关节点i覆盖的网关节点数量，
Figure 205728DEST_PATH_IMAGE006
表示相同环境下各个网关节点的历史选择权重，n表示网关节点序号；
在步骤S12中，基于弯道节点概率公式计算弯道节点选择概率：
Figure 686387DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 41145DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 898243DEST_PATH_IMAGE009
表示网关节点i的剩余能量，
Figure 592529DEST_PATH_IMAGE010
表示所述待连接网关节点与所述网关节点i之间的距离；
Figure 244091DEST_PATH_IMAGE011
表示网关节点j是属于所述移动组网中的网关节点。
2.根据权利要求1所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，其特征在于，所述可调参数基于所述剩余能量和所述距离可调。
3.根据权利要求1所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
S0、每个网关节点与其邻居网关节点进行信号交换以获取逻辑邻居节点图，从所述逻辑邻居节点图获取各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、以及彼此之间的距离，并从各个网关节点获取其剩余能量和历史选择权重。
4.根据权利要求3所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，其特征在于，所述步骤S0进一步包括：
S01、对于每个网关节点，按照所述网关节点的邻居网关节点图，求得其邻居网关节点最小生成树；
S02、基于所述邻居网关节点最小生成树，获取所述网关节点的逻辑邻居网关节点集合；
S03、基于所述网关节点、所述逻辑邻居网关节点集合，以及所述网关节点和所述逻辑邻居网关节点集合之间的链路形成所述逻辑邻居网关节点图；
S04、从所述逻辑邻居节点图获取各个网关节点的节点度、覆盖的网关节点数量、网关节点序号、以及彼此之间的距离；
S05、从各个网关节点获取其剩余能量和历史选择权重。
5.根据权利要求4所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，其特征在于，
在所述步骤S01中，对任意网关节点
Figure 351724DEST_PATH_IMAGE012
，根据其邻居网关节点图
Figure 746933DEST_PATH_IMAGE013
求得其邻居网关节点最小生成树
Figure 295726DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure 383768DEST_PATH_IMAGE015
为所述邻居网关节点最小生成树的边，在所述邻居网关节点最小生成树
Figure 214583DEST_PATH_IMAGE016
中，所有与网关节点u相邻的网关节点为所述网关节点u的逻辑邻居网关节点集合；所述逻辑邻居网关节点集合为
Figure 413483DEST_PATH_IMAGE017
；所述逻辑邻居网关节点图表示为：
Figure 816783DEST_PATH_IMAGE018
，其中
Figure 75726DEST_PATH_IMAGE019
；V表示全部网关节点，v表示V中u的邻居网关节点，
Figure 892372DEST_PATH_IMAGE020
表示网关节点u的临界链接数，
Figure 629384DEST_PATH_IMAGE021
表示网关节点u和邻居网关节点v之间的链路。
6.根据权利要求1所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法，其特征在于，所述移动设备为轨道交通工具。
7.一种用于移动设备的集中式和分散式通信的集成系统，包括多个网关节点和软件定义互联控制器，所述网关节点分别设置在移动设备和所述移动设备的运行轨道上，所述软件定义互联控制器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的用于移动设备的集中式和分散式通信的集成方法。
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EP2437440A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device and method for delay optimization of end-to-end data packet transmissions in wireless networks
CN103298059B (zh) * 2013-05-13 2015-09-30 西安电子科技大学 车辆自组网中基于位置预测的连通度感知路由方法
US20160050627A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-18 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for power efficient access in congested networks
CN105307232B (zh) * 2015-11-13 2020-05-12 南京邮电大学 一种车载自组织网络的基于连通概率的路由优化方法

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