FiFo: 海量物联网网络中的鱼骨式转发

海量物联网(IoT)网络具有广泛的应用, 包括但不限于紧急与灾害消息的快速传递。尽管迄今为止已开发各种基准算法用于此类应用中的消息传递, 但它们带来了若干实际挑战, 例如网络覆盖不足和/或为扩大覆盖区域而产生高度冗余的传输, 导致每个 IoT 设备的能耗相当大。为克服该问题, 我们首先刻画了一个新的性能度量——转发效率, 其定义为覆盖概率与每设备平均传输次数之比, 以更恰当地评估数据分发性能。然后, 我们提出了一种新颖且有效的转发方法, 鱼骨式转发(FiFo), 旨在以可接受的计算复杂度提升转发效率。我们的 FiFo 方法完成两项任务: 1) 基于算术平均的非加权成对分组法对设备进行聚类; 2) 利用高斯混合模型的期望最大化算法与主成分分析, 构建每个簇的主轴与子轴。我们使用真实世界数据集证明了 FiFo 的优越性。通过密集而全面的仿真, 我们表明所提出的 FiFo 方法在转发效率方面优于基准算法。