面向分布式移动社交网络的路由协议分析与设计

摘要

分布式移动社交网络是目前移动网络应用研究中的热点之一,而数据传输作为其中的一个关键性问题得到了广泛的关注。传统的移动自组织网络中的路由依赖于端到端的连接,已经无法适用于该新型网络。而针对时延容忍网络所提出的路由协议尽管在一定程度上能够适用,但是它们没有充分利用网络中节点的社会属性,在数据传输时延上表现差强人意。虽然近几年也有一些路由算法引入节点的社会特性,并提高了路由的效率。但是它们大部分都没有综合考虑到网络中节点的自私性,以上种种原因限制了分布式移动社交网络的应用。在此背景下,本文利用蚁群优化等理论,结合分布式移动社交网络的特点,分析并提出了整套路由方案。
　　本文首先分析了适用于分布式移动社交网络的经典路由协议,提取出数据传输过程中关键的因素,并归纳为三个一般的路由模型。在此基础上,我们通过概率论给出了各模型下数据传输时延的概率分布函数;在分析了该网络环境下数据传输的问题之后,我们提出了一个基于蚁群优化的路由协议。该协议源于真实蚁群寻找食物的启发,通过发送人工蚂蚁来探索两节点之间的最优路径。在人工蚂蚁探索过程中,我们采用了探索与更新同步进行的策略,解决了原有蚁群路由对端到端连接的要求。在数据发送过程中,节点选择下一跳的信息不仅仅依赖于人工蚂蚁探索的结果,同时也考虑了下一跳的社会属性,这在一定程度上优化了数据传输的效率;另外,我们基于该网络环境的特点,提出了一个基于重复博弈的路由激励机制。我们通过引入中央银行来检测节点的自私行为,然后将数据转发过程抽象为一个无限重复博弈过程。通过引入自私行为的惩罚机制,我们分析并得到了节点合作的激励条件,并证明了在该条件下自私节点会收敛为合作节点。
　　实验仿真结果表明,本文提出的分布式移动社交网络中时延评估模型是精确的。另外,本文设计的路由协议和激励机制能够提高该网络环境下的数据传输效率,并有效地抑制节点的自私行为,从而优化了网络环境,提高了移动用户的体验。本课题研究对分布式移动社交网络应用的进一步发展具有积极意义。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3本文的主要工作

1.4课题的研究意义

1.5 论文组织结构

第二章 背景知识

2.1 社会网络简介

2.2 移动社交网络简介

2.3 仿真工具

2.4 本章小结

第三章 分布式移动社交网络中的路由时延分析

3.1问题分析

3.2已有MSN路由简介

3.3 MSN网络模型

3.4 MSN路由时延分析

3.5仿真实验

3.6本章小结

第四章 基于蚁群优化的MSN路由算法设计

4.1 蚁群优化简介

4.2 基于ACO的MSN路由模型

4.3 AntMSNet算法

4.4 仿真实验

4.5 本章小结

第五章 基于重复博弈的MSN路由激励机制设计

5.1 分布式网络中的激励机制

5.2 重复博弈相关知识

5.3 自私行为的检测机制

5.4 重复博弈路由模型及其分析

5.5 仿真与分析

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间本人的科研成果

致谢