人群网络及其路由算法研究

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随着科学技术的发展及各种无线通信设备的普及,各种新型网络开始涌现,例如人群网络、车辆网络、无线传感器网络、星际网络、军事无线网络等。这些新兴网络具有各自的通信需求,相互之间也互不兼容。由于使用无线通信,而且网络拓扑结构频繁变化,导致数据传输延迟、误码率高,当前的Internet体系结构及其协议无法适用于这些新兴网络。由于网络中节点稀疏,端到端的连接不一定存在,Ad hoc网络模型中基于端到端的通信协议(例如AODV、DSDV、DSR等)也无法适用。尤其是当端节点具有严格的能量和存储限制时,路由算法的设计更加困难。为了实现这些网络之间的互联,国际上提出了一种新型网络体系结构,称为容滞网络(Delay Tolerant Networks,简称DTN)。在容滞网络体系结构中,通过在应用层和传输层之间添加一个覆盖层聚束层(bundle layer),使用存储-携带-转发的形式,可以实现消息的异步传输。由于无线移动通信设备的普及,人群网络作为一种摆脱传统固定基础设施的容滞网络,具有潜在的应用前景,受到国内外研究者的关注。对人群网络的研究,主要包括两个方面:(1)研究人群网络的社交关系特点,这对于人群网络的路由算法设计具有指导意义。(2)研究适合人群网络的路由算法。由于人群网络中的端节点具有资源(包括带宽、存储空间、能量供应、处理器计算能力)受限的特点,在设计路由算法时需要考虑到这些因素。本文首先对容滞网络模型进行了分析和总结,然后针对人群网络,提出下列方法:1.基于路由考虑的人群网络分类探索。由于人的社交移动性,网络拓扑结构频繁变化,一个特定的路由算法很难一直保持好的性能。因此,基于对路由算法设计的考虑,我们依据人群网络的链路特点进行了分类。由于网络中占主导地位的链路类型决定了网络的种类,所以确定网络的链路特点,对于路由算法设计具有重要的指导意义。2.由于人群网络中移动通信设备的能量受限性,本文引入了车辆节点作为核心节点,提出了基于核心节点的嵌套散发和等待路由算法。通过牺牲核心节点发送消息的能量消耗,利用核心节点再次执行散发和等待路由算法,增大网络中的消息拷贝数,从而提高消息递交率3.使用仿真工具THE ONE,构建带有车辆节点辅助的人群网络,对改进后的路由算法进行仿真,并给出仿真结果和分析。
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