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机会网络散发转发路由算法的研究

作　者: 王春华
导　师: 王莉
学　校: 太原理工大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 机会网络 路由算法 相遇预测 散发 转发
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


机会网络是一种采用全新组网方式的无线自组织网络,其目标是为了解决网络频繁中断的数据传递问题。在机会网络中数据的传递是利用节点的移动性来实现的,不需要源节点和目的节点在同一连通域内,其整个过程就是存储、携带和转发的过程。机会网络中通常会受到节点移动、节点存储受限和网络流量受限等原因使数据不能正常传递,所以如何在存储、携带和转发三个方面设计好的高效的路由算法对提高机会网络的性能和消息传递概率具有极大地作用。本文首先对机会网络概述做了详解,其次对机会网络应用场景和国内外研究现状进行叙述,最后在简要介绍机会网络路由算法的基础上,重点分析了Prophet和Spray and Focus两种经典的机会路由算法并提出了自己的路由算法。Prophet综合了泛洪转发和基于相遇预测转发,根据节点间历史相遇的频次计算节点间的概率,在转发的过程中消息只向概率值高的节点转发。该算法能够降低泛洪算法引起的网络资源浪费,信道拥塞等问题,但该算法在节点移动的过程中没有规律性,消息的传递成功率很低。Spray and Focus基于控制副本策略和效用值的机制极大地提高消息的传输性能,消息副本数的控制解决了消息无限制扩散的问题,而效用值机制极大地增加了消息的传递成功率,但消息副本在网络中的扩散采用的是传染转发机制,这样使消息的传输延迟增加。针对当前算法的不足之处,本文提出一种新的路由算法MPSFON,该算法综合了传染转发、控制副本策略、基于二叉树发布消息和基于相遇预测计算节点间的概率四个机制。消息的传递过程分为两个阶段：在散发阶段依据MPSFON提出的四个机制将消息拷贝份数在机会网络中分布以使消息在网络中能够实现多路径并行传输。在转发阶段基于相遇预测计算节点到目的节点的概率,根据此概率值将消息从到目的节点概率值低的节点转发到目的节点概率值高的节点,直到消息的TTL过期或者遇到目的节点。MPSFON算法的提出旨在降低网络开销的同时,降低消息的传输延迟和提高消息的传递概率。本文的实验平台采用的是The One,我们首先采用该平台验证MPSFON算法在三种移动模型下的优缺点,然后在同一移动模型下对三种算法进行比较。实验结果表明MPSFON路由算法在节点缓存空间较大和节点密集的机会网络中不但有较高的消息传递概率而且有较低的消息转发次数。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 课题提出及研究背景  10-12
  1.2 机会网络国与延时容忍网络  12
  1.3 机会网络国内外研究现状  12-16
  1.4 本文研究的内容及章节安排  16-18
第二章 机会网络综述  18-30
  2.1 机会网络的概述  18-19
  2.2 机会网络的应用  19-20
  2.3 机会网络研究的热点问题  20-25
    2.3.1 路由协议研究  21-22
    2.3.2 节点移动模型研究  22-24
    2.3.3 基于机会通信的数据分发和检索  24-25
  2.4 Prophet算法和Spray and Focus算法介绍  25-28
    2.4.1 Prophet算法  25-27
    2.4.2 Spray and Focus算法  27-28
  2.5 小结  28-30
第三章 基于相遇预测的散发转发路由  30-42
  3.1 MPSFON路由算法的提出  30-31
  3.2 MPSFON算法消息传递过程  31-34
  3.3 MPSFON路由算法的设计  34-37
    3.3.1 节点信息模型  34-35
    3.3.2 基于相遇预测计算节点的概率值  35-37
  3.4 MPSFON算法副本数控制分发策略及副本数L值的计算  37-40
  3.5 MPSFON算法的缓存管理机制  40-42
第四章 MPSFON算法的仿真和性能分析  42-62
  4.1 仿真工具简介  42-46
    4.1.1 The One图形用户界面模式  43-44
    4.1.2 The One模拟后的数据处理  44-45
    4.1.3 The One软件架构  45-46
  4.2 实验工具及平台搭建  46-48
    4.2.1 Java语言与Eclipse  46-47
    4.2.2 实验平台搭建  47-48
  4.3 MPSFON算法仿真过程设计  48-54
    4.3.1 MPSFON算法代码的设计过程  48-50
    4.3.2 MPSFON算法仿真场景的设计  50-51
    4.3.3 MPSFON算法的运行界面  51-54
  4.4 MPSFON仿真结果分析  54-60
    4.4.1 模拟环境参数设置  54-55
    4.4.2 三种移动模型对MPSFON路由的影响  55-57
    4.4.3 三种路由算法在SPMBM移动模型的比较  57-59
    4.4.4 三种路由算法在MRM移动模型的比较  59-60
    4.4.5 三种路由算法在RWP移动模型的比较  60
  4.5 小结  60-62
第五章 总结与展望  62-64
  5.1 总结  62-63
  5.2 展望  63-64
参考文献  64-70
致谢  70-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  72

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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