本公開涉及計算機網絡和普適計算的交叉領域，具體地講，涉及一種機會網絡中基于興趣和相遇相關的消息自適應推薦方法。

背景技術：

機會網絡中，在源節點和目的節點之間可能不存在一條完整的路徑，利用節點移動獲得的相遇機會而形成網絡通信，通過節點移動和在節點間轉發而實現消息傳輸。機會網絡采用“存儲-攜帶-轉發”的路由模式，即節點攜帶著消息移動，直到有機會將消息轉發至其他節點，利用其他節點的幫助將消息傳輸至目的節點。機會網絡作為一種網絡通信新技術，是移動自組織網絡發展的新方向，在野生動物追蹤、手持設備組網、災難地區救援、星際網絡、車載網絡、偏遠山區建設等移動網絡的范疇中有著廣泛的應用研究前景。

在機會網絡中，數據的傳輸需要利用節點移動帶來的通信機會，數據經過多個中繼節點傳輸至目的節點。這種通過多跳形式轉發數據的方式使得數據在傳輸過程中對中繼節點的選取顯得十分關鍵，選取不當將直接影響機會網絡的數據轉發性能。因此，有關機會轉發機制的研究成為機會網絡研究熱點之一。

伴隨著互聯網的發展，各種新的互聯網應用形式層出不窮，互聯網的用戶和信息規模也在急劇增加，用戶間通過互聯網共享各種信息(如網絡文本、圖像、音頻、視頻等)，這種新的應用形式更注重于用戶的交互作用，用戶既是信息的瀏覽者，也是信息的制造者，向用戶提供了一個交友、分享資訊的平臺，其在一定程度上起到了信息傳播和流通的作用。傳統的網絡形式中，用戶通過臺式機等終端設備接入互聯網，網站通過對用戶偏好檔案，訂閱信息以及歷史交互記錄的分析為用戶推薦信息。

目前，消息(即內容，包括電影，書籍，商品，音樂等)的個性化推薦的應用較廣，在微博上可以表現為好友動態信息的推薦，在電影和視頻網站可以表現為個性化影視信息的推薦，在閱讀類網站可以表現為文章的推薦，在商務網站可以表現為用戶感興趣商品的推薦，可以說消息的個性化推薦對于擴大社交網絡影響力十分重要。現有的推薦技術主要有基于內容的消息推薦、協同過濾消息推薦、基于語義的消息推薦、混合消息推薦等四類。

技術實現要素：

本公開所提出的消息推薦方法不同于這種社會化網絡形式，該方法基于用戶攜帶的手機、藍牙設備、支持wi-fi的手持電子設備等組成的機會網絡中用戶之間進行交互所表現出來的規律性以及社會性，可以有效提高機會網絡中數據轉發的性能，同時推薦給用戶的消息具有較高的準確性。

本公開的技術方案為一種機會網絡中基于興趣和相遇相關的消息自適應推薦方法，所述方法包括下述步驟：

s1、將攜帶消息副本的節點視為源節點，檢測所述源節點在當前周期內的是否有相遇節點；若有相遇節點，執行步驟s2；否則，執行步驟s8；

s2、在所述相遇節點中，判斷是否有預留消息副本的相遇節點；若有預留消息副本的相遇節點，執行步驟s3；否則，執行步驟s4；

s3、從源節點向預留消息副本的相遇節點分配預留的消息副本，執行步驟s4；

s4、判斷是否有感興趣的相遇節點；若有感興趣的相遇節點，執行步驟s5；否則，執行步驟s6；

s5、從源節點向感興趣的相遇節點分配1個副本，執行步驟s6；

s6、判斷所述源節點當前所攜帶的消息副本數目是否大于1；若大于1，則執行步驟s7；

s7、從源節點向能作為中繼節點的相遇節點分配相應數目的消息副本；進入下一周期，返回步驟s1；

s8、獲取所述源節點的歷史相遇節點集合，為所述歷史相遇節點預分配消息副本；進入下一周期，返回步驟s1。

與現有技術相比，本公開的方法具有下述特點：

將符合條件的消息推薦至感興趣的用戶，同時考慮相遇節點是否能夠作為轉發該消息的中繼節點的情況，將消息轉發至中繼節點；在沒有相遇節點時，對攜帶消息的節點的歷史相遇節點進行預分配，以待下次相遇時傳輸消息副本。在這種消息副本分配方式下，有效增強了消息傳輸的目的性，對于消息副本合理的分配，使得消息副本能夠更加快速地擴散、有效的傳遞。由于節點自身和網絡拓撲結構的變化，動態分配當前節點的消息副本，同時根據歷史相遇節點的變化動態的調整預先分配的消息副本的數目，使得節點能夠更加適應動態變化的網絡環境。

附圖說明

圖1一個實施例中關于攜帶消息副本的節點在一個運動周期內消息推薦的流程示意圖；

圖2一個實施例中關于當前節點的通信范圍示例圖；

圖3一個實施例中關于歷史相遇節點預先分配消息副本示例圖。

具體實施方式

本公開深入研究和分析了機會網絡中用戶間交互過程中所表現出的社會性和規律性，提出了一種機會網絡中基于興趣和相遇相關的消息自適應推薦方法。

在一個實施例中，提供了一種機會網絡中基于興趣和相遇相關的消息自適應推薦方法，所述方法包括下述步驟：

s1、將攜帶消息副本的節點視為源節點，檢測所述源節點在當前周期內的是否有相遇節點；若有相遇節點，執行步驟s2；否則，執行步驟s8；

s2、在所述相遇節點中，判斷是否有預留消息副本的相遇節點；若有預留消息副本的相遇節點，執行步驟s3；否則，執行步驟s4；

s3、從源節點向預留消息副本的相遇節點分配預留的消息副本，執行步驟s4；

s4、判斷是否有感興趣的相遇節點；若有感興趣的相遇節點，執行步驟s5；否則，執行步驟s6；

s5、從源節點向感興趣的相遇節點分配1個副本，執行步驟s6；

s6、判斷所述源節點當前所攜帶的消息副本數目是否大于1；若大于1，則執行步驟s7；

s7、從源節點向能作為中繼節點的相遇節點分配相應數目的消息副本；進入下一周期，返回步驟s1；

s8、獲取所述源節點的歷史相遇節點集合，為所述歷史相遇節點預分配消息副本；進入下一周期，返回步驟s1。

由上述步驟可知：

(1)一個攜帶消息的源節點在一個周期中將自身攜帶的消息副本進行自適應推薦的方法，當一個周期結束，這個攜帶消息的源節點以及其它獲得消息副本的節點重復上述步驟，即在下一個周期中，機會網絡中攜帶消息的節點除了源節點還有中繼節點；

(2)一個攜帶消息的節點在遇到曾經對消息感興趣的歷史相遇節點、或者可以作為中繼節點的歷史相遇節點時，將預留的消息副本直接轉發給它；當首次遇到一個節點時，其判斷該節點對其攜帶的消息是否感興趣，并進一步判斷該節點是否適合作為中繼節點；

(3)當所有節點自身只有一個消息副本時，它們攜帶消息移動，直至消息生命周期結束。

上述技術方案與現有技術相比，具有下述特點：

將符合條件的消息推薦至感興趣的用戶，同時考慮相遇節點是否能夠作為轉發該消息的中繼節點的情況，將消息轉發至中繼節點；在沒有相遇節點時，對攜帶消息的節點的歷史相遇節點進行消息副本預分配，以待下次相遇時傳輸消息副本。在這種消息副本分配方式下，有效增強了消息傳輸的目的性，對于消息副本合理的分配，使得消息副本能夠更加快速地擴散、有效的傳遞。由于節點自身和網絡拓撲結構的變化，動態分配當前節點的消息副本，同時根據歷史相遇節點的變化動態的調整預先分配的消息副本的數目，使得節點能夠更加適應動態變化的網絡環境。

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中所述中繼節點通過下述步驟判斷：

s71、使用效用值度量節點的轉發能力；根據下式(1)計算相遇節點的效用值；

s72、若所述相遇節點的效用值滿足設定的閾值條件，則該相遇節點能夠為中繼節點；

式(1)中：

n表示節點；

i為節點的下標，使用下標來區別不同的節點；

m表示消息；

u(ni,m)表示節點ni對于消息m的效用值；

為調整因子；

u(ni,m)old表示上一周期中節點ni對于消息m的效用值；

u(ni,m)upd表示從上一周期結束到當前時刻節點ni對于消息m累積的效用值；

其中：

u(ni,mj)upd通過式(2)計算：

式(2)中：

e為自然常數；

u(ni,m)upd′表示節點ni對消息在當前周期內的累積效用值，通過下式(3)計算：

式(3)中：

k為節點的下標；

η表示兩個節點的相遇概率，其下標為兩個節點；

s(ni)表示節點i在當前周期內遇到的鄰居節點集合；

|s(ni)|表示集合s(ni)的大小；

sim(nk,m)表示節點nk和消息m對應的興趣相似度。

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中所述相遇概率通過下式計算：

式中：

n表示節點；

i為節點的下標，k為節點的下標，使用下標來區別不同的節點；

η表示兩個節點的相遇概率，其下標為相遇的兩個節點；

c表示兩個節點的相遇次數，其下標為相遇的兩個節點；

n(i)表示節點i相遇到的其他節點的集合；

te(h)表示第h次相遇的結束時間，ts(h)表示第h次相遇的開始時間。

上述步驟通過對用戶歷史交互信息的分析，從相遇節點和消息的興趣匹配度以及用戶節點和歷史相遇節點的相遇概率等方面出發，給出了一種度量節點轉發能力的方法。根據效用值的大小自適應分配消息副本，可以保證消息副本快速、有效傳輸至感興趣的用戶，對當前消息的效用值越大，說明之前經常相遇對該消息感興趣的節點，并且節點間的相遇較為頻繁，將效用值大的節點作為轉發消息的下一跳節點，有效地增強了消息傳輸的目的性，對于消息副本合理的分配，使得消息副本能夠更加快速地擴散、有效的傳遞。避免了傳統方法固定分配消息副本的盲目性；同時能夠降低無關消息對用戶緩存資源的占用，從而提升網絡中消息分發過程中的用戶體驗。

在計算效用值時，綜合考慮當前周期和以往周期累積的效用值，進行加權處理。采用此種方法度量節點轉發消息的能力大小，從而進行消息副本分配。有效的提高了選擇中繼節點的可靠性。

在計算節點間相遇概率時，優選地，攜帶消息副本的節點在本地建立并維護相應的相遇歷史信息表，記錄當前周期中節點和其他節點和相遇信息，隨著網絡拓撲結構的變化，該表中的內容也不斷的進行更新，攜帶消息副本的節點所建立的相遇歷史信息表的結構如表1所示：

表1：

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中s81、所述源節點使用下式更新當前的效用值：

u(ni,m)＝u(ni,m)old×γ

式中：

m表示消息；

n表示節點，i為節點的下標，使用下標來區別不同的節點；

γ∈(0,1)為衰老常量；

u(ni,m)表示當前周期節點ni對于消息m的效用值；

u(ni,m)old表示上一周期中節點ni對于消息m的效用值。

上述步驟是一個更新節點效用值的衰老機制，從該公式中可以看出，假如在較長時間里節點沒有遇到相應的興趣節點或者轉發消息副本至其他節點，表明其成功傳輸消息的可能性很小，從而其效用值逐漸衰減。

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中所述步驟s7所述從源節點向能作為中繼節點的相遇節點分配相應數目的消息副本包括下述步驟：

s701、根據下式計算每個中繼節點的效用值權重：

式中：

n是中繼節點下標集合；

l是節點下標，l∈n；

wl表示節點nl的權重，節點nl是一個中繼節點；

ns表示攜帶消息副本的節點；

m表示消息；

u(nl,m)表示節點nl對于消息m的效用值；

u(nj,m)表示節點nj對于消息m的效用值；

u(ns,m)表示節點ns對于消息m的效用值；

s702、根據下式計算每個中繼節點應該被分配的消息副本數：

式中：

l表示消息副本數目，其下標表示節點；

表示攜帶消息副本的節點ns當前所攜帶的消息副本數目；

表示節點nj當前攜帶的消息副本數目。

上述步驟中，當前攜帶消息副本的節點相遇其他節點時，通過比較各節點對當前消息的效用值，并根據自身占總體的權重獲取分配新的消息副本數量，能夠降低無關消息對用戶緩存資源的占用，從而提升網絡中消息分發過程中的用戶體驗。

在計算時，若出現小數，則進行取整處理，可以向上取整、向下取整或者四舍五入。

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中所述步驟s8中所述預分配包括下述步驟：

s801、計算所述源節點與每個歷史相遇節點的相遇概率，從而獲得所述中繼節點與歷史相遇節點的平均相遇概率；

s802、從所述歷史相遇節點集合中獲取第二歷史相遇節點集合，所述第二歷史相遇節點集合中的節點與所述源節點的相遇概率不小于所述平均相遇概率；

s803、從所述第二歷史相遇節點集合中獲取對當前消息感興趣的第三歷史相遇節點集合；

s804、若所述源節點當前攜帶的消息副本數目不小于所述第三歷史相遇節點集合的大小，則為所述第三歷史相遇節點集合中的每個節點預留一個消息副本；

s805、若所述源節點當前攜帶的消息副本數目不小于1，執行步驟s806；

s806、從所述第二歷史相遇節點集合中獲取第四歷史相遇節點集合，所述第四歷史相遇節點集合中的節點為能夠作為中繼節點的節點；

s807、根據所述第四歷史相遇節點集合中節點的優先級為所述第四歷史相遇節點集合中節點預留相應數目的消息副本。

在機會網絡中，節點的移動具有一定的規律性，之前一段時間頻繁相遇的節點在以后的時間更有可能再次相遇。上述步驟對滿足條件的興趣節點均預先保留一份消息副本，以待下一次相遇時直接轉發消息，使得節點能夠根據歷史相遇節點的變化動態的調整預先分配的消息副本的數目，從而能夠更加適應動態變化的網絡環境。

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中所述步驟s807包括下述步驟：

s8071、若所述源節點所攜帶的消息副本數目小于所述第四歷史相遇節點集合中節點的數目，則根據相遇概率大優先級高的原則對所述候選中繼節點進行排序，然后為所述第四歷史相遇節點集合中節點預分配消息副本；

s8072、若所述源節點所攜帶的消息副本數目不小于所述第四歷史相遇節點集合中節點的數目，則根據節點的活躍度為所述第四歷史相遇節點集合中節點預分配消息副本。

上述步驟提供了一種基于優先級分配消息副本的方式：當前中繼節點的消息副本數目l′與候選中繼節點數目不同的分配方式，在消息副本數目l′小于候選中繼節點數目時，根據相遇概率對候選中繼節點進行優先級排名，對優先級前l′個節點分配消息副本。否則，采用節點活躍度加權的方法分配消息副本至候選中繼節點。其中活躍度表示節點的活動能力，活動能力越強，能夠接觸的節點越多，因此能夠將消息成功轉發到興趣節點的機會越大。優選的，所述根據節點的活躍度為所述候選中繼節點預分配消息副本包括下述步驟：

s8072.1、采用下述公式計算候選中繼節點的參考活躍度：

式中：

n表示節點；

p為節點的下標且np是一個候選中繼節點，j為節點的下標，使用下標來區別不同的節點；

s(np)為節點np在當前周期內的相遇節點集合；

c(np,nj)為節點np、nj在當前周期內的相遇次數；

為節點np的參考活躍度；

s8072.2、對所述參考活躍度進行歸一化：

式中：

為節點np的活躍度；

為節點np的參考活躍度；

e為自然對數；

s8072.3、利用歸一化后的參考活躍度，根據下述公式計算分配副本數目：

式中：

np是為所述第四歷史相遇節點集合中的節點；

表示攜帶消息的節點ni當前所攜帶的消息副本數目；

表示攜帶消息的節點ni已為感興趣節點分配的消息副本總數；

r(ni)是節點ni的歷史相遇節點集合中能夠作為中繼節點的集合。

在計算消息副本數目時，若出現小數，則進行取整處理，可以向上取整、向下取整或者四舍五入。

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中所述步驟s4中判斷包括下述步驟：

s401、獲取攜帶消息副本的節點所攜帶的消息，并獲得該消息的消息興趣屬性向量，將所述消息興趣屬性向量記作b＝[b1,b2,…,bi]，其中：i表示興趣總數，q∈[1,i]，bq表示該消息對第q個興趣愛好的相關程度，bq∈[0,1]且

s402、獲取一個未判斷過的相遇節點；

s403、獲得該相遇節點的節點興趣屬性向量，將所述節點興趣屬性向量記作a＝[a1,a2,…,ai]，其中：aq表示該相遇節點對第q個興趣愛好的感興趣程度，aq∈[0,1]且

s404、計算所述相遇節點和消息的感興趣程度，將所述感興趣程度記作sim，則有：

s405、若所述感興趣程度滿足設定閾值條件，則判斷所述相遇節點對所述消息感興趣；

s406、返回步驟s402，直至判斷完所有的相遇節點。

上述步驟中基于用戶交互過程中所表現出來的興趣因素對于節點和消息進行定義，適用于廣告分發，興趣消息擴散等場景，對于消息的向量化表示可以通過文本聚類獲得。同時利用向量的形式根據自身喜好來度量用戶對不同興趣愛好的喜愛程度，即可以將用戶的興趣模型表示為一個多維興趣屬性向量，向量的每一維都由一個關鍵詞及該關鍵詞的權重組成。步驟s404中計算所述相遇節點和消息的感興趣程度的公式也是求歷史相遇節點和消息的興趣相似度，該計算公式可以使用其它相似度公式代替。通過使用興趣相似度計算，轉發消息至感興趣的用戶，提高了機會網絡中消息和節點興趣匹配的準確度。

采用向量化的形式建立用戶和消息的興趣屬性模型，通過對用戶節點和傳輸消息的關系、用戶間社會屬性的關聯程度的分析提出相應的消息自適應推薦方法。所提出的推薦方法具有較高的準確性，使用該方法能夠有效提高機會網絡中數據轉發的性能。

前述或以下實施方案/特征/方面中任一項的方法，其中所述步驟s5具體包括下述步驟：

s501、若攜帶消息副本的節點所攜帶的副本數目大于1，則攜帶消息副本的節點向相遇節點發送1個副本；

s502、若攜帶消息副本的節點所攜帶的副本數目等于1，則攜帶消息副本的節點s向相遇節點復制1個副本。

當自身攜帶的消息副本數為1時，此時遇到興趣節點時，只進行復制消息副本的操作，當前節點自身依然保留一個消息副本，直到其消息生命周期結束。

下面結合附圖對本公開的方法進行進一步闡述。

圖1給出了本公開方法在攜帶消息副本的節點在一個運動周期內消息推薦的流程示意圖。

當前時刻節點s攜帶消息副本m需要轉發，相應的消息屬性向量為bm，相應的消息副本數為21。圖2為節點s的通信范圍示例圖，圖中節點s通信范圍內有相遇節點b、d、e、g等節點，相應的興趣屬性向量為ab、ad、ae、ag。節點s需要推薦消息m至通信范圍內的興趣節點，根據公式(10)進行相似度計算，節點和消息m的興趣相似度依次為0.32、0.58、0.2、0.16，由于系統當前設定的相似度閾值θ為0.4，只有節點d符合興趣匹配的條件，因此直接轉發消息至節點d。

根據歷史相遇記錄信息計算，節點b、d、e、g相對于消息m的效用值依次為0.45、0.10、0.3、0，系統當前設定的條件中效用閾值ε

取值為0.3。當前周期中節點s對應消息m的效用值為0.75，節點b和e可以作為轉發消息m的中繼節點，根據效用值計算相應的權重大小，從而計算分配的消息副本數，所得lb(m)＝6，le(m)＝4，相應的ls(m)＝20-6-4＝10。最終節點b得到6個消息副本，節點e得到4個消息副本，當前節點s剩余10個消息副本。

圖3為本發明中對歷史相遇節點預先分配消息副本的示例圖。由以上過程得知：節點b得到了6個消息副本。在一個新運動周期內，節點b當前通信范圍內沒有對消息m感興趣的節點和可以充當中繼的節點。此時需要對歷史相遇節點進行消息副本預先分配的操作，遍歷節點b的相遇歷史信息表，有節點f、e、l和h，根據公式(10)進行相似度計算，獲得節點和消息m的興趣相似度依次為0.43、0.1、0.5、0.4，相應的通過計算相遇概率依次為0.36、0.1、0.4、0.2，系統當前設定的相似度閾值為0.4，很顯然節點f和l符合興趣匹配的條件，通過計算節點f、l和當前節點b的相遇概率大于平均相遇概率，則節點b需要為節點f和l各預留一個消息副本，以待下一次相遇時直接傳輸消息，此時節點b剩余的消息副本數為4個。

以上對本公開進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本公開的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本公開的方法及其核心思想；同時，對于本領域技術人員，依據本公開的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本公開的限制。