协作意愿感知的机会网络可靠路由研究

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机会网络是由传统移动自组织网络演变而来的一种新型网络,其目标是解决间断连接环境中的数据通信问题。在此种网络中,节点随机移动、拓扑结构动态变化以及网络资源受限等因素导致通信双方无法建立稳定的端到端路径,传统移动自组织网络的路由算法无法在这种环境下有效运行。针对该问题,研究人员提出了适用于机会网络的“存储-携带-转发”通信模式,节点无需获知全局的网络信息,而是利用其移动过程中形成的相遇机会进行消息传输,以面向无连接的方式为数据传递提供保障。   由于机会网络通常是由人携带的智能终端组成,人所具有的社会属性会直接映射至终端上,而目前很多路由算法并未考虑节点社会属性给网络性能带来的影响,只是片面地假设网络节点是完全协作或绝对自私的,其适用性相对较差。同时,为保证消息传递的可靠性,机会网络中普遍采用多副本机制,此种方式将会消耗大量的网络资源,其中以能量资源最为关键,过多的消息传输会使节点能量很快耗尽,网络生存期逐渐减小,性能随之降低,因此,综合考虑节点社会性和能量局限性作为消息转发决策依据,能有效提高路由算法的适用性及网络性能。   本文首先介绍了机会网络的概念、特点、应用场景及其关键技术,并对与社会属性密切相关的节点协作问题进行分类和详细叙述,同时对每类协作激励机制的优缺点作了简要介绍。   其次,本文提出了协作意愿感知的机会网络路由算法,根据消息的平均转发时间估算节点之间的协作意愿,并利用节点的历史相遇信息预测其消息投递概率,结合协作意愿和投递概率选取合适的下一跳转发节点。仿真结果表明,与其它算法相比,本文提出的算法在消息成功投递率、网络开销性能上都有所提高。   再次,在动态感知节点之间关系强度的基础上,采用被动删除的消息优先级机制与主动丢弃的ACK机制对缓存进行管理,提高了缓存利用率,同时结合节点能量状态和历史相遇信息计算节点的效用值,并作为衡量其转发能力的依据,以便增加消息转发的准确性,进而,提出了关系强度感知的能量有效性路由机制。仿真结果表明,所提出的算法延长了网络生存时间,优化了资源利用率。且关系强度等参数的动态估计增强了算法的适应性和可靠性,网络性能也得到较大改善。   最后,对本文进行总结并展望未来的研究工作。
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