基于数能协同技术的机会网络中内容扩散机制研究

摘要

基于机会网络的动态拓扑性、非全连通性以及能量受限性，其研究的重点和难点是如何设计有效策略来控制能量有限的节点间的内容扩散。运用数能协同技术，用户可以收集周围环境能量或接收无线信号能量并用于后续的无线信息传输或无线能量传输，实现数能协作。因此，将数能协同技术应用于机会网络中，一方面节点可以从外界收集能量作为自身能量的补充，为原本的能量有限网络提供额外的能量来源，有利于实现节点之间的可持续通信；另一方面也可以让各个节点在移动相遇后，通过无线能量传输协调和均衡节点间能量，减少死亡节点数量，提高内容扩散速率，从而进一步提升网络整体性能。
　　在这种背景下，本文研究了基于数能协同技术的机会网络中内容扩散机制，主要包括：
　　（1）本文研究了机会网络中时延耐受性内容和时延敏感性内容现有的内容扩散机制，对比分析了各种机制的优劣，同时介绍了基于数能协同技术的简单网络系统及其主要特点，最后，对基于数能协同的机会网络内容扩散中需要研究的关键问题作简要分析。
　　（2）本文在时延耐受性内容扩散中引入数能协同技术，首先定义能量传输行为和数据传输行为，并设定两种行为的传输功率；同时根据用户间的历史信息机会联系和历史能量机会联系记录，描述用户对之间的时间社会关系强度和能量社会关系强度；最后综合考虑用户移动行为、数据传输和能量传输行为，基于这两个社会关系强度，提出了基于时间和能量社会关系强度的内容扩散策略。经仿真证明该策略能有效减少内容扩散延迟、内容副本数量和节点死亡数量，提升网络整体性能。
　　（3）本文在时延敏感性内容扩散中引入数能协同技术，首先分析用户的能量收集过程，定义合适的基于能量门限的转发策略；其次，根据基于能量门限的转发行为、社会关系和无线通信链路三个维度分析内容成功转发概率；接着，本文将内容扩散过程建模，并基于网络内容扩散延迟最小化建立优化问题来动态调节时隙资源的分配，同时添加时隙分配公平性约束。最后，根据此问题，运用分支定界法求解，同时提出了一种目标定向搜索求解算法，并通过仿真证明算法能有效降低内容扩散延迟，且兼顾时隙分配公平性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1论文研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本论文主要研究内容

1.4本论文的结构安排

第二章 机会网络中内容扩散机制和数能协同技术

2.1引言

2.2机会网络中内容扩散关键技术

2.3数能协同技术

2.4基于数能协同的机会网络内容扩散研究

2.5本章小结

第三章 基于数能协同技术的机会网络中时延耐受性内容扩散

3.1引言

3.2系统模型

3.3社会关系强度

3.4路由转发策略

3.5算法仿真及结果分析

3.6本章小结

第四章 基于数能协同技术的机会网络中时延敏感性内容扩散

4.1引言

4.2系统模型

4.3问题建模

4.4问题求解

4.5算法仿真及结果分析

4.6本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文工作总结

5.2后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果