基于网络编码的机会社会网络路由协议研究

摘要

机会网络是一种不需要从源节点到目标节点之间存在完整链路，利用节点移动带来的相遇机会实现通信的自组织网络。由于机会网络中节点是由人类所携带的短距离智能通信设备组成，节点的移动通常会受到人的社会活动的影响，所以近年来人们提出了机会社会网络的概念。在机会社会网络中，端对端数据传输采用的是所谓的“存储-携带-转发”路由方式，传统的网络协议都无法满足机会社会网络的应用需求。因此，如何在间歇性连通的机会社会网络中提高数据的传输效率是学术领域的研究重点，对促进无线通信网络的未来发展具有重要意义。
　　在机会社会网络中使用网络编码可以改善网络资源消耗和提高数据传输效率，而现有的机会社会网络路由协议，虽然考虑到节点的真实移动轨迹和节点的社会性，但大都没有考虑将网络编码融入到路由协议中，为了解决机会社会网络中数据传输成功率低、平均传输延迟大等不足，本文在详细研究了传统机会社会网络路由协议后，提出一种基于网络编码的机会社会网络路由协议(OSN-NC)，具体研究内容如下：
　　（1）首先本文着重研究机会网络的特点、路由协议和主要应用领域，由于机会网络中节点具有明显的社会性，接着研究机会社会网络的典型路由协议和社区结构划分算法，由于网络编码有助于改善机会社会网络中资源消耗和传输性能之间的权衡关系，仔细研究网络编码的基本思想及理论。
　　（2）根据机会社会网络中节点移动状态和活动特点，从社区移动模型的特征入手，对网络进行社区划分，可以提高数据传输成功率，缓解网络拥塞。接着分别研究机会社会网络中源节点、中间节点和目标节点的编码和解码方法，尤其是为了避免中间节点盲目编码，所以只将同类编码数据包再次进行网络编码操作，可以缩短了编码向量长度，减少了目标节点等待解码时间。在OSN-NC路由协议中，主要研究协议格式、消息在社区内和社区间传输时选择转发节点的方法和路由过程。由于机会社会网络中节点缓存容量有限，所以设计了在缓存容量已满的情况下不同的缓存管理方法。
　　（3）本文采用NS-3仿真工具对所提出的OSN-NC协议进行仿真试验和性能评测，与现有的路由协议经过比较之后，结果表明OSN-NC在提高网络吞吐量和数据传输成功率、降低平均传输时延等性能具有明显的改善。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

1.4 本文的组织机构

第2章 背景知识介绍

2.1 机会网络概述

2.1.1 机会网络概念和体系结构

2.1.2 机会网络的特点

2.1.3 机会网络路由协议

2.1.4 机会网络的应用

2.2 机会社会网络理论基础

2.2.1 机会社会网络基础知识

2.2.2 机会社会网络典型路由协议

2.2.3 社区结构划分算法

2.3 网络编码基础知识

2.3.1 网络编码基本思想及理论

2.3.2 随机线性网络编码

2.4 本章小结

第3章 一种基于网络编码的机会社会网络路由协议

3.1 社区划分策略

3.1.1 社区模型

3.1.2 社区动态划分

3.2 网络编码策略

3.2.1 源节点编码

3.2.2 中间节点编码

3.2.3 目的节点接收和解码

3.3 OSN-NC路由协议

3.3.1 协议格式

3.3.2 社区内消息传输

3.3.3 社区间消息传输

3.3.4 节点缓存管理

3.4 本章小结

第4章 仿真实验及性能分析

4.1 NS-3实验平台介绍

4.1.1 NS-3的特点

4.1.2 NS-3体系结构

4.1.3 NS-3网络仿真的一般过程

4.2 仿真实验及结果分析

4.2.1 实验性能指标参数

4.2.2 仿真环境设置

4.2.3 仿真结果与性能分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢