论文部分内容阅读
近年来,随着短距离无线通信设备的快速发展与制造技术的不断提高,短距离无线通信设备的车载自组织网络、星际互连网络、野生动物追踪传感器网络、社交机会网络等机会网络大量出现。这些网络大都处于条件恶劣的极端环境或城市道路交通等特殊场景。这些场景下的网络中节点的移动性强、网络资源有限,导致网络中节点间连接频繁中断,无法建立持续稳定的全连通网络,传统的网络模型无法有效运行。而机会网络(Opportunistic Networks,OPPNETS)作为一种新型的网络模型,能够更好地适应这些挑战性环境,满足这些环境下的通讯需求。机会网络节点间的消息转发采用的是“存储-携带-转发”路由转发模式,主要研究目标是提高消息传输成功率、降低消息传输时延、节约节点缓存资源。本课题针对机会网络面临的网络拓扑未知、网络资源受限的特点,提出了一种基于友谊圈划分的机会网络路由算法(Friendship Group Router,FGR)。本课题对传统机会网络路由算法的改进体现在以下几个方面:(1)以加权广泛度为基础的友谊圈的划分。针对机会网络拓扑未知问题,提出了加权广泛度的概念。并以加权广泛度为基础将整个网络划分为若干不同的友谊圈。友谊圈内部的节点相遇频繁,亲密度较高。友谊圈的划分,在拓扑结构未知的情况下通过节点的相遇历史信息构建了网络的逻辑拓扑结构。(2)以友谊圈为基础的三步路由转发策略。以友谊圈为基本单元对网络中的消息进行转发。转发过程总共分为三个阶段:限制喷射阶段、友谊圈外转发阶段、友谊圈内转发阶段。不仅提高了网络的消息传输成功率,还能有效地降低网络时延。(3)针对机会网络资源不足的问题,提出了基于效用度的消息管理算法。引入了以节点亲密度为参数的效用度。根据节点消息的效用度建立相应的效用度列表,并根据其列表顺序对节点缓存消息进行转发。在节点缓存不足以接受新消息时,从效用度列表底部消息开始删除,直到缓存空间足以存储新消息。效用度列表的建立能够实现节点缓存的动态管理,有效改善机会网络网络资源不足的问题。本课题在ONE仿真平台对FGR路由算法进行了编程实现,并将仿真结果与SaW、EBSR、EBRR和Epidemic等路由算法在不同消息产生间隔、节点缓存、消息生存时间下进行对比。通过比较几种路由算法的消息传输成功率(Delivery Radio,DR)、平均时延(Average Delay,AD)和网络负载(Network Overhead,NO)可以得出,FGR路由算法的路由性能更优,在各种参数及外界环境的变化下也更加稳定。