容滞网络中的节能与路由方案研究

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaolinxiaoyi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
因特网(Internet)在互联全球异构的网络中数以千万计的通信设备方面取得了巨大成功,其成就要归功于TCP/IP协议族。然而对于像军事无线自组织网络、星际网络及无线传感器网络等这样的受限网络来说,网络容易出现断开的现象,源节点与目的节点之间可能没有稳定的端到端的连接路径,当前的TCP/IP模型并不能很好地为其提供服务。为了实现这些网络之间的互联,2002年Kevin Fall在ICIR会议上提出了一种面向消息的覆盖层体系结构,这种体系结构被称为容滞网络(Delay Tolerant Network, DTN)。容滞网络利用存储-携带-转发的路由方式,使报文可以逐跳向目的节点转发,实现了受限网络环境下的通信。DTN网络中,由于节点的运动性、节点分布的稀疏性以及节点资源的受限性(能量、带宽、缓存大小)等特点,通信链路为间歇连通的,这就使得网络中的数据很难及时、可靠地传输到目的节点,从而导致网络的通信开销大、数据传输延迟高、可靠性低。目前,对DTN的研究主要集中在路由技术方面,主要目标是以更低的传输延迟和开销来实现更高的数据传输的递交率。而节点的能量消耗是一个关键的问题,它直接影响到网络的寿命。针对DTN网络的特点,设计高效合理的数据传输机制,减少网络能量消耗,快速可靠地将数据传输到目的节点,并达到数据传输成功递交率、开销、延迟的有效平衡,就成了DTN所要解决的首要问题。本文首先对DTN的概念、体系结构、节点的移动模型、节点的连接探测机制以及几种典型的路由协议进行了介绍,进而对DTN中节能方案进行了分析和研究,最后对现有的散发等待路由协议进行了改进。本文的主要研究方案及内容如下:1.在现实的容滞网络中,节点需要不断地发出探测信号来发现其通信半径内的邻居节点。本文假设网络中存在少量能量充足的节点(称为核心节点),并持续不断地发出探测信号,从而提高探测成功率,同时缓解普通节点的能量消耗。文中首先推导出在有核心节点的网络中,普通节点连接时间(Link Duration)的概率分布,在此基础上得出普通节点在理论上的能量消耗。与没有核心节点的网络相比,不仅节能,在成功递交率和平均延迟方面也有所改善。2.针对节点自身性能的差异,避免散发等待(Binary Spray and Wait, BSW)路由协议中报文转发的随机和盲目性,给出了节点能力(Capability of Node)的概念。并在此基础上,提出了基于节点能力的自适应散发等待路由算法(CoN-ASW)。该路由算法根据节点能力的大小来动态的散发报文的副本数以及决定是否将报文转发给相遇的节点。这种自适应性的散发和转发策略更能够适应网络的动态拓扑结构,从而能够提高报文的递交效用,减小网络的开销。3.本文使用ONE仿真器对所提出的核心节点辅助下的节能和路由研究方案,以及基于节点能力的自适应散发等待路由算法进行仿真评估,然后对仿真结果进行了分析比较。
其他文献
互联网已经成为人们生活和工作中不可或缺的基础性设施,基于TCP/IP协议网络体系的专用网络也已广泛应用。然而,由于IP地址的多重语义问题,TCP/IP协议所固有的设计缺陷已经开始对
基于视频监控数据的人群行为分析和异常轨迹检测及轨迹预测作为模式识别、数据挖掘以及智能交通等学科的交叉研究方向,一直是研究者重点关注的研究领域。近年来,人群行为分析
随着无线通信网络的迅速发展以及各种终端设备数量的爆炸式增长,机器通信场景已经成为5G通信的重要场景,具有连接数大,数据包小及零星传输等特点。基于机器通信场景的特点,传统的
超宽带(UWB)是一种高速率、低功耗的短距离无线通信技术。由于其高带宽特性,超宽带系统采用频谱重叠方式与现有窄带无线通信系统共享频谱资源。为了保证已有窄带通信系统能够
在移动通信飞速发展的今天,用户数量急剧增长及人们对高质量视频、图片越来越高的需求,导致了频率资源日益紧张。同时,网络速度的不断提升也带来了越来越大的能源消耗,造成环
随着无线传感器网络技术的发展和应用需求的推动,对无线传感器网络的研究日益活跃,特别是IEEE 802.15.4标准发布之后,由于其低功耗、低速率的特性特别适合于无线传感器网络的
视觉目标跟踪(Visual Object Tracking,VOT)是计算机视觉研究的重要内容,在军事制导、雷达跟踪、视频监控和交通管制等领域都有重要应用。目标跟踪赋予计算机人工智能,用以模
在图像工程中,实际得到的图像是带有缺陷的,一方面是由于图像采集设备、传输设备和接收设备的不完善,图像在采集、传输和存储的过程中会受到各种噪声的干扰,图像变得模糊而使图像
云计算是继网格计算之后的一种新兴计算模式,它结合现阶段成熟的虚拟化技术,将网络中的各种资源虚拟成一个巨大的虚拟资源池,通过组织虚拟资源来执行不同用户的不同任务。因
随着我国卫星定位技术的不断发展,我国自主研发的北斗导航卫星系统已经开始向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、路线导航、精密授时、短报文通信等服务。首次定位时间(TT