面向车联网的社交型路由机制设计与仿真实现

摘要

VANET(Vehicular Ad Hoc Networks)是近期兴起的一项致力于改善车辆安全、交通畅通、驾驶人与乘客的便捷与舒适体验，且有着较好应用前景的研究领域。其中，路由问题无疑是这一领域的研究热点。同时，MSN(Moblie SocialNetwork)作为在分布式条件下利用社交关系保证信息传递的网络，其技术与理论的不断成熟与广泛的应用使其成为解决分布式无线路由的主流方法。由于VANET中同样存在社交关系，因此，本文将MSN中使用社交关系进行路由的方法应用于VANET中，以达到提高VANET中信息高效传输的目的。
　　本文将VANET路由分为轨迹交通路由和非轨迹交通路由两种情况，并分别对这两种情况进行社区划分，然后依据社区划分的结果针对不同消息选择社区外路由或社区内路由。在轨迹交通路由中，考虑到网络节点移动的规律性导致其相遇时间的周期性，利用分布式k-clique算法对其进行社区划分，将感知互动强度和分布式介度集中度分别作为社区外路由和社区内路由的主要依据，同时结合节点间信号强度和贡献值对消息进行路由。在非轨迹交通中，考虑到节点移动是由其兴趣取向所引导的，本文利用节点间的兴趣匹配程度对网络内节点进行社区划分;在社区外路由机制中，主要考虑消息的目的节点与相遇节点的兴趣匹配度对消息的引导作用，并同时考虑节点间的信号强度与贡献值;在社区内路由机制中，根据节点在不同兴趣上与消息目的节点的匹配程度，生成无交叉路径进行消息的平行多路发送，以达到快速交付的目的。同时，在非轨迹交通中，针对消息的目的节点是其携带节点的社区外成员，而当前携带消息的节点接触范围内却都是其社区成员的情况，本文采用最佳邻居机制配合由蝙蝠算法得到的启发机制予以解决。与此同时，为了有效管理节点的消息缓存，本文设计了基于人类社会关系的缓存处理机制:在消息缓存机制中，同时考虑了人与人之间的亲疏关系以及相互的贡献程度，将这两个因素同时作为消息缓存排序的依据，以达到交付概率大的消息优先被处理的目的。
　　本文对上述面向车联网的社交型路由机制进行了仿真实现，与基准机制在多个指标上进行了性能对比，并且对机制的结果进行了客观的分析。仿真和评价结果表明本文提出的路由机制是可行且有效的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 移动社交网络

1．1．1 概念及特征

1．1．2 结构及组件

1．1．3 主要应用

1．2 车载网络

1．2．1 概念及挑战

1．2．2 结构及特点

1．3 研究现状

1．4 课题来源

1．5 本文组织结构

第2章 相关理论基础

2．1 延迟容忍网络

2．1．1 概念及特点

2．1．2 路由类型

2．1．3 缓存管理

2．2 社区发现算法

2．2．1 概念及原理

2．2．2 社区划分方法

2．3 智能优化算法

2．3．1 概述

2．3．2 蝙蝠优化算法

2．4 本章小结

第3章 面向车联网的社交型路由模型设计

3．1 网络模型及问题描述

3．1．1 网络模型

3．1．2 问题描述

3．2 缓存策略

3．2．1 亲疏度

3．2．2 贡献值

3．2．3 缓存机制设计

3．3 社交参数

3．3．1 感知互动强度

3．3．2 分布式介度集中度

3．3．3 兴趣匹配度

3．3．4 最佳邻居度

3．4 信号强度的刻画

3．3 本章小结

第4章 面向车联网的社交型路由算法设计

4．1 轨迹交通路由算法设计

4．1．1 分布式k-clique算法

4．1．2 轨迹交通社区外路由算法

4．1．3 轨迹交通社区内路由算法

4．1．4 轨迹交通路由算法

4．2 非轨迹交通路由算法设计

4．2．1 非轨迹交通社区发现算法

4．2．2 非轨迹交通社区内路由算法

4．2．3 非轨迹交通社区外路由算法

4．2．4 非轨迹交通路由算法

4．3 本章小结

第5章 仿真实现与性能评价

5．1 仿真环境

5．2 仿真实现与性能评价

5．2．1 仿真实现

5．2．2 基准机制

5．2．3 移动模型

5．2．4 性能对比指标

5．2．5 参数取值

5．2．6 性能评价

5．3 本章小结

第6章 结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文