基于节点社会性的Ad Hoc网络移动模型研究与性能评价

摘要

移动自组网络(Mobile Ad Hoc Network，MANET)是一种具有高度动态拓扑结构，不依赖于任何固定基础设施支持的多跳、无线、自治网络，它具有灵活机动、组网快速、抗毁性强等优点，在军事、救灾等领域，得到了广泛应用。
　　 模拟节点运动的移动模型是仿真研究的重要基础。在Ad Hoc网络研究中，移动模型的选择及其参数的选择对评价网络协议的性能的准确性影响很大。为使节点移动模型仿真得到的结果能真实反应网络协议的性能，移动模型要尽可能准确、真实地描述现实移动场景。
　　 现实场景下，Ad Hoc网络中的移动设备通常由处于一定社会关系的个体携带或控制，其移动具有社会性。社会性是现实场景节点移动的一个重要特性。但目前Ad Hoc网络研究缺乏表征节点社会性的参数，已有的大部分移动模型也没有很好地反映现实场景下节点的社会性。针对该问题，本论文引出两个评价节点社会性的参数，并通过对现实场景下节点的社会性移动行为的考察，设计了一种基于节点社会性的移动模型(the Sociality of Nodes based Mobility Model，SNMM)并作出评价。研究的主要工作包括：
　　 (1)分析研究3个经典现实场景下节点的实际移动轨迹，发现其链路持续时间互补累积分布具有幂律特征，熟悉度-频繁度分布具有节点比例差异和时间无关性特征，从社会学的角度，对这两种分布特征产生的原因进行了剖析，认为这两种分布可作为衡量节点社会性的参数。
　　 (2)通过对现实场景下人控移动设备的社会性移动行为的考察，提出了一种基于节点社会性的移动模型-SNMM，该模型一方面考虑了节点间的社会关系，另一方面考虑了节点对不同活动空间的选择概率和停滞时间，以及空间距离对节点关系的影响。
　　 (3)建立移动模型仿真平台，从链路持续时间的互补累积分布和熟悉度-频繁度分布两方面来评价模型中节点的社会性，结果表明，相比现有移动模型，SNMM模型能更有效地模拟人类社会网络环境下节点的移动，验证了模型的有效性和正确性。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 本文工作

1.3 本文结构

第2章 Ad Hoc网络移动模型研究

2.1 移动模型建模要求

2.2 移动模型建模步骤

2.2.1 模型的初始化

2.2.2 节点的移动行为建模

2.3 经典移动模型

2.3.1 随机步行移动模型

2.3.2 随机路点移动模型

2.3.3 随机方向移动模型

2.3.4 参考点组移动模型

2.3.5 经典移动模型比较

2.4 基于节点社会性的移动模型分析

2.4.1 节点的社会性概念

2.4.2 相关移动模型分析

2.5 小结

第3章 节点移动轨迹特征的社会性分析

3.1 节点轨迹特征的实验分析

3.1.1 移动数据集

3.1.2 实验分析方法

3.1.3 实验结果

3.2 实验结果对社会性诠释

3.2.1 链路持续时间的幂俸分布特征体现节点移动的社会性

3.2.2 熟悉度-频繁度分布特征体现节点组织关系的社会性

3.3 小结

第4章 一种基于节点社会性的移动模型

4.1 节点社会性的移动行为研究

4.2 SNMM模型设计

4.2.1 节点关系建模

4.2.2 仿真区域设置

4.2.3 节点移动行为建模

4.3 模型实现和性能评价

4.3.1 移动模型实现与评测平台

4.3.2 仿真环境

4.3.3 移动模型的性能分析和评价

4.4 小结

第5章 模型对路由协议性能的影响

5.1 路由协议的分类

5.2 AODV路由协议的重要性

5.3 NS2仿真软件

5.4 路由协议性能的仿真步骤

5.5 网络性能仿真

5.5.1 仿真环境

5.5.2 仿真结果分析

5.6 小结

结论

参考文献

致谢

附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）

附录B（攻读硕士学位期间所参与的科研活动）