一種基于空間信息數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于空間信息數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球空間研發(fā)的日益發(fā)展，龐大空間數(shù)據(jù)與有限頻譜資源的沖突愈加嚴(yán)重。 為此，空間信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。它實(shí)現(xiàn)了大陸、海洋、天空，W及深空段異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源的高效 整合，但也伴隨著新的特點(diǎn)與挑戰(zhàn)。
[0003] 空間信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化，對(duì)其節(jié)點(diǎn)的位置預(yù)測成為關(guān)鍵。但現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌 跡預(yù)測方法未考慮節(jié)點(diǎn)移動(dòng)規(guī)則的時(shí)效性;空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量受限，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較為惡 劣，對(duì)節(jié)點(diǎn)間鏈路的開銷和可靠性的優(yōu)化成為另一個(gè)挑戰(zhàn)點(diǎn)，但現(xiàn)有路由路徑計(jì)算方法并 未考慮鏈路的開銷和可靠性優(yōu)化問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于空間信息數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算方 法。
[0005] -種基于空間信息數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算方法，包括W下步驟：
[0006] 步驟1:對(duì)空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡進(jìn)行預(yù)處理：等分空間信息網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，將經(jīng) 過相同區(qū)域的所述空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡整合為一條節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡；
[0007] 步驟2:根據(jù)整合后的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡的支持度，確定空間信息網(wǎng)絡(luò)的所有頻繁移動(dòng) 軌跡；
[000引步驟2.1:計(jì)算整合后的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡的支持度；
[0009] 步驟2.2:設(shè)定節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡支持度闊值，將整合后的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡中支持度不小 于支持度闊值的單位移動(dòng)軌跡作為頻繁單位移動(dòng)軌跡；
[0010] 步驟2.3:將經(jīng)過相鄰等分區(qū)域的兩條頻繁單位移動(dòng)軌跡進(jìn)行連接，生成長度為2 的移動(dòng)軌跡，若該長度為2的移動(dòng)軌跡的支持度不小于支持度闊值，則為長度為2的頻繁移 動(dòng)軌跡；
[0011] 步驟2.4:將可連接的兩條長度為i的頻繁移動(dòng)軌跡進(jìn)行連接，生成長度為i+1的移 動(dòng)軌跡，若該長度為i+1的移動(dòng)軌跡的支持度不小于支持度闊值，則為長度為i+ 1的頻繁移 動(dòng)軌跡，其中，i> 2;
[0012] 步驟2.5:判斷空間信息網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)是否具有可連接的頻繁移動(dòng)軌跡，若是，返回 步驟2.4,否則，執(zhí)行步驟2.6;
[0013] 步驟2.6:得到長度為k的頻繁移動(dòng)軌跡，確定空間信息網(wǎng)絡(luò)的所有頻繁移動(dòng)軌跡；
[0014] 步驟3:根據(jù)空間信息網(wǎng)絡(luò)的頻繁移動(dòng)軌跡，生成空間信息網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)規(guī) 貝IJ，建立其時(shí)空?qǐng)D模型；
[0015] 步驟3.1:將長度為k的頻繁移動(dòng)軌跡隨機(jī)分成兩個(gè)分段，將長度為k的頻繁移動(dòng)軌 跡進(jìn)行k-1次分段，得到k-1個(gè)軌跡對(duì)；
[0016] 步驟3.2:計(jì)算頻繁移動(dòng)軌跡的兩個(gè)分段之間的置信度；
[0017] 步驟3.3:設(shè)定置信度闊值，將置信度不小于置信度闊值且置信度最大的頻繁移動(dòng) 軌跡的兩個(gè)分段，作為節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)則；
[0018] 步驟3.4:重復(fù)步驟3.1-步驟3.3,確定空間信息網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)則，建立空 間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型；
[0019] 步驟4:根據(jù)空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型，計(jì)算空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型中源節(jié) 點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的備選分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的開銷和可靠度，從而確定空間信息網(wǎng)絡(luò)的所有分組轉(zhuǎn) 發(fā)路徑；
[0020] 步驟4.1:獲取空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的每條備選分組 轉(zhuǎn)發(fā)路徑的各個(gè)鏈路的開銷和可靠度；
[0021] 步驟4.2:計(jì)算空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的每條備選分組 轉(zhuǎn)發(fā)路徑的開銷和可靠度:將空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的備選分組 轉(zhuǎn)發(fā)路徑的所有鏈路的開銷的和作為該備選分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的開銷，將空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空 圖模型的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的備選分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的所有鏈路的可靠度的乘積作為該備選 分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的可靠度；
[0022] 步驟4.3:設(shè)定可靠度闊值，將可靠度大于可靠度闊值的備選分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑中開銷 最小的路徑作為該源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑；
[0023] 步驟4.4:更新空間信息網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)鏈路的開銷:將已選定為分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的鏈路 的開銷更新為0;
[0024] 步驟4.5:重復(fù)步驟4.1-步驟4.4,得到空間信息網(wǎng)絡(luò)的所有分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
[00巧]所述的可連接的兩條長度為i的頻繁移動(dòng)軌跡為長度為i的頻繁移動(dòng)軌跡< 和頻 繁移動(dòng)軌跡《，若頻繁移動(dòng)軌跡皆的后i-1個(gè)單位長度與頻繁移動(dòng)軌跡《的前i-1個(gè)單位長度 是相同的，則頻繁移動(dòng)軌跡皆和頻繁移動(dòng)軌跡皆為可連接的兩條長度為i的頻繁移動(dòng)軌跡。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：
[0027] 本發(fā)明提出的一種基于空間信息數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算方法，本發(fā)明首先進(jìn)行 空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡預(yù)處理，掃描整合后的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡，確定所有已找到的頻繁 移動(dòng)軌跡，生成移動(dòng)規(guī)則，基于數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算方法包括:根據(jù)移動(dòng)規(guī)則，建立時(shí) 空?qǐng)D模型，在時(shí)空?qǐng)D模型上計(jì)算一條分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑，由此，提高了路徑的可靠度，縮減了鏈 路開銷。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中基于空間信息數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算方法的流程 圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中對(duì)空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軌跡進(jìn)行預(yù)處理的示意圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的確定空間信息網(wǎng)絡(luò)的所有頻繁移動(dòng)軌跡的流程 圖；
[0031] 圖4為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的根據(jù)空間信息網(wǎng)絡(luò)的頻繁移動(dòng)軌跡建立其時(shí)空?qǐng)D 模型的流程圖；
[0032]圖5為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型；
[0033]圖6本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的根據(jù)空間信息網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空?qǐng)D模型確定空間信息網(wǎng)絡(luò) 的所有分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的流程圖；
[0034]圖7為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的確定空間信息網(wǎng)絡(luò)的分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的示意圖；
[0035]其中，（a)為確定源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)請(qǐng)的分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑示意圖；
[0036] (b)為確定源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)誠的分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑示意圖；
[0037]圖8為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涿芏群筒煌煽慷乳熤迪碌逆溌烽_ 銷、鏈路數(shù)和可靠度；
[0038]其中，（a)為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涿芏认碌逆溌烽_銷；
[0039] (b)為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涿芏认碌逆溌窋?shù)；
[0040] (C)為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涿芏认碌目煽慷龋?br>[0041] (d)為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法在不同可靠度闊值下的鏈路開銷；
[0042] (e)為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法在不同可靠度闊值下的鏈路數(shù)；
[0043] (f)為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法在不同可靠度闊值下的可靠度。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】加W詳細(xì)的說明。
[0045]-種基于空間信息數(shù)據(jù)挖掘的路由路徑計(jì)算方法，如圖1所述，包括W下步驟。
[0046]步驟1:對(duì)空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軌跡進(jìn)行預(yù)處理：等分空間信息網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，將經(jīng)過相 同區(qū)域的所述空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡整合為一條節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡。
[0047] 本實(shí)施方式中，空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)軌跡包括n個(gè)時(shí)段內(nèi)節(jié)點(diǎn)所處的網(wǎng)絡(luò)坐 標(biāo)位置。其中，所述n為大于等于1的自然數(shù)，即心…，C>，其中，巧為空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)移動(dòng)軌跡tj在第U個(gè)時(shí)段所處的網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)位置，11=1，2,...，n。
[0048] 對(duì)空間信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軌跡進(jìn)行預(yù)處理的示意圖如圖2所示，本實(shí)施方式中，將空間 信息網(wǎng)絡(luò)區(qū)域等分為四個(gè)區(qū)域S1、S2、S3和S4,將經(jīng)過相同區(qū)域的所述空間