一种轻型机步野战旅场景下的DTN路由策略

摘要

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种轻型机步野战旅场景下的基于直属数据信使DTN路由策略。直属数据信使包含路由序列和传输信息序列，路由序列代表移动顺序，由传输节点的序号组成，路由序列的第一位和最后一位只能是源节点。传输信息序列代表DDF传输给各个节点的信息，当DDF到达一个目标节点时，将数据源给此节点的信息传输完毕后，会将信息从信息序列中消除，数据源控制直属数据信使，其他节点不能对DDF进行单独的传输请求，DDF按照路由表提供的路由顺序进行移动，并最终返回到数据源。本发明的直属数据信使的DNT路由策略，具有传输效率高，传输干扰小的特点。

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种轻型机步野战旅场景下的DTN路由策略。

背景技术

DTN(Delay Tolerant Networks)为延迟容忍网络，在一些特定的网络环境下如星际网络,军事 Ad hoc 网络,传感器网络, 车辆 Ad hoc 网络， 会经常出现网络断开的现象, 导致报文在传输过程中不能确保端到端的路径，所以DTN通常被用来实现恶劣或受干扰环境下的无线数据传输。

轻型机步野战旅场景是一种路由路径部分已知，不存在端到端链路，通信资源稀缺，并对通信保密性要求极高的特殊通信场景。针对这种场景，之前很多的研究都没有得到理想的解决方案。在已知的基于“数据骡”和“邮递”agent的DTN路由策略中，总是不可避免地遇到一个问题：这些承担节点间通信任务的单位往往被所有节点共享，因此相应的算法要对所有节点间的通信需求做出均衡。

轻型机步野战旅场景中的通信场景模型如下所述：在一片通信资源极度稀缺的区域内（如某山区），一支小队正在进行特殊任务，小队人员分为若干个的行动小组和一个指挥部，小组近似弧状分散在山区内的不同区域，指挥部位于小组位置构成的类圆的圆心。由于对行动的隐秘性有很高要求， 每一个行动小组都没有携带长距离移动设备，而所有的行动小组都处在彼此和指挥部的视距范围之外，因此无法使用旗语等特殊通信手段。指挥部和行动小组，行动小组彼此之间都不存在端到端网络，但指挥部知道每一个行动小组的位置。在这个场景中，所有的行动小组之间无法直接联系，所有的通信资源都集中在指挥部。

在轻型机步野战旅场景中，首先，感染路由策略无法使用，因为每个行动小组有严格的行进顺序，彼此处于直接通信区域之外也是刻意安排的；喷射等待路由策略要求信息源，即指挥部一次发出多个数据副本，并在区域内进行随机移动，在这个场景里，指挥部只有极为有限的通信资源,而且多个数据副本在进行等待过程时很有可能向外界暴露指挥部位置。另外一些基于历史信息的路由策略也由于场景的局限性和小组节点间不能直接通信的缘故无法部署在本场景中。

发明内容

本发明的目的：

为了能够在轻型机步野战旅场景中实现指挥部和小组直接通信，避免通信信息被所有节点共享而提出的一种轻型机步野战旅场景下基于直属数据信使的DTN路由策略。

本发明所采用的技术方案：

本发明提出一种适合轻型机步野战旅场景中应用的通信单位，直属数据信使DDF（Dedicated Data Ferry）来完成整个小队的信息通信和串联任务。

在此场景下，指挥部好比整个小队的大脑和信息中枢，各小组所有的信息都要反馈到指挥部以便指挥部做出进一步指示，并且小组之间的通信必须经由指挥部代为完成。

一个DDF应该包含以下信息：

1.路由序列RQ(Routing Queue)

路由序列RQ代表DDF进行移动的顺序，由传输节点的序号组成，路由序列的第一位和最后一位只能是源节点。

2.传输信息序列PIQ（Post Info Queue）

传输信息序列PIQ代表DDF传输给各个节点的信息，每当DDF到达一个目标节点时，将数据源给此节点的信息传输完毕后，会将信息从信息序列中消除，因此，直属数据信使DDF，严格地被数据源控制，数据源之外的其他节点不能对DDF进行单独的传输请求，数据源在DDF发送时为其填写完整的路由表，DDF严格按照路由表提供的路由顺序进行移动，并最终返回到数据源。

直属数据信使路由策略按照以下步骤进行：

[1]初始化：指挥部为源节点，包括数据源、一个以上的直属传输节点和行动小组为通信节点，这些节点满足：节点在直属数据信使行动时保持对指挥部的相对静止；指挥部知道节点的具体位置，控制直属数据信使，指挥部将数据源在直属数据信使发送时导入，为直属数据信使填写完整的路由表和各个节点的数据信息；

[2]直属数据信使到达每个节点，将数据信息传递后，在路由表中删除此节点的路由和传输给此节点的数据信息，直属数据信使按照路由表提供的路由顺序进行移动，直至传输信息序列被清空，数据源之外的其他节点不能对直属数据信使进行单独的传输请求；

[3] 直属数据信使最终返回到源节点，等待新的传输任务。

本发明的有益效果：

本发明的直属数据信使的DNT路由策略，其传输过程属于已知路由路径的DTN策略，具有传输效率高，传输干扰小的特点，适合应用在通信环境极度恶劣的一些科研，军事行动中。

附图说明

图1是基于直属数据信使的DTN路由策略图。

具体实施方式

实施例

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

在本场景中，所有小组节点间不能进行直接通信，而且由于资源有限，指挥中心放出的通信单位要保证最大程度地返回数据源。如图1所示，我们把指挥部，直属传输节点和各个行动小组抽象为通信节点，这些节点满足：

1.节点1至8在DDF行动时保持对指挥部的相对静止。

2.指挥部知道节点1至8的具体位置，并在DDF的寻径中体现出来。

下面，结合图1说明一种基于直属数据信使的DTN路由策略：

步骤一：节点CMD代表指挥部，节点DDF代表指挥部数据源放出的指数数据信使，节点1至节点8分布在以S为圆心的近似圆弧上，初始路由序列为1、3、5、7、8、0，0代表指挥部。传输信息序列为m1、m3、m5、m7、m8。

步骤二：DDF按照路由表到达节点1，向节点1传输数据确认完毕后，从路由表中删除1，从传输信息序列中删除m1，继续向节点3移动。DDF按照上述步骤依次到达节点3、5、7、8。将数据传输给节点八并确认完毕后，路由序列为：0。传输信息序列被清空。

步骤三：DDF从节点8返回指挥部CMD。等待新的传输任务。

在真实场景中，DDF可以是无人机，机器人，甚至是传令兵。