机会网络中基于效用策略的路由技术研究

摘要

机会网络是一种在数据传输的源终端和目的终端之间不能时刻保持完整通信链路的新型无线互联网络。利用节点之间不规则地移动带来通信机会，以实现数据通信的移动自组织网络。它可以被广泛应用在车载网络、野生动物监测网、偏远地区接入网和军事网络等领域。机会网络具有链路频繁的间断连接、数据率低、延迟时间长以及节点资源受限等特点，使之在数据传输过程中很难长期维持一条可靠的端对端的路径，因此与传统的TCP/IP路由协议相比存在较大的差异性。近年来，研究人员已经对机会网络新技术开展了多种多样的研究，其中提高网络路由协议性能的工作已经成为了当今研究的重点。
　　 本文首先简要介绍了机会网络的研究背景、概念知识、网络的体系结构、特征以及现实应用等方面内容，并概括了路由设计的关键问题及对比分析了几类经典路由协议，详细地介绍了传染路由协议、概率路由协议以及喷发等待路由协议。然后，针对节点间的历史接触时间和接触频率等因素对数据传输产生影响的问题，提出了一种历史相遇预测效用的路由算法HMPR，通过预测估算出投递到目的节点效用值的大小来选择最优的中继节点的转发路径，以达到消息数据投递率高、延迟时间低以及占用缓存时间短的路由性能。最后，针对喷发等待路由协议中盲目选择中继节点带来数据传输限制和网络开销较大的缺点，提出了一种积极转发效用的路由算法AFR，该算法将引入链路中节点间接触的历史信息，通过计算得到节点的综合评判效用值的大小，并依据综合评判效用值大小将数据传输给有利于转发的中继节点，以达到减少网络开销的目的，实现了提高消息数据投递率及降低传输时延的网络性能。
　　 本文使用了ONE（Opportunistic Networks Environment）网络仿真平台，仿真结果的分析表明，HMPR和AFR路由算法在提高消息数据的投递率、降低网络时延和减轻缓存压力等方面有更好的网络性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 机会网络的概念及其网络体系结构

1．2．1 机会网络的概念

1．2．2 机会网络的体系结构

1．3 机会网络的特征

1．4 机会网络的应用

1．5 论文研究工作和结构

1．5．1 论文研究工作

1．5．2 论文的结构

第二章 机会网络中路由协议研究

2．1 机会网络中路由设计的关键问题

2．2 机会网络中路由协议的分类

2．2．1 基于全部上下文信息的路由协议

2．2．2 基于部分上下文信息的路由协议

2．2．3 非基于上下文信息的路由协议

2．3 本章小结

第三章 机会网络中相遇预测效用的路由研究

3．1 历史相遇预测路由算法的提出

3．2 HMPR路由算法的设计

3．2．1 网络模型

3．2．2 HMPR路由算法投递策略

3．2．3 节点投递效用值的更新

3．3 HMPR路由算法的缓存管理机制

3．4 网络仿真及性能分析

3．4．1 ONE仿真平台的介绍

3．4．2 仿真场景设置

3．4．3 仿真结果及分析

3．5 本章小结

第四章 机会网络中积极转发效用的路由研究

4．1 积极转发路由算法的提出

4．2 AFR路由算法设计

4．2．1 网络模型

4．2．2 AFR路由算法转发策略

4．2．3 节点综合评判效用值的更新

4．3 AFR路由算法的缓存管理机制

4．4 网络仿真及性能分析

4．4．1 仿真场景设置

4．4．2 仿真结果及分析

4．5 本章小结

第五章 总结及下一步工作

5．1 本文工作总结

5．2 未来工作

致谢

参考文献

附录：参与科研工作及研究成果