移动延迟容忍网络路由协议研究

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无线信息通信技术在这几年的快速发展带动了大量短距离无线通信设备的出现,这种设备体积比较小,价格低廉,具有一定的智能性。同时基于这些设备的移动延迟容忍网(简称为移动DTN)逐渐兴起,移动DTN是一类比较新颖的网络模型,它是从自组织的无线传感网中抽象而来,这类模型可以应用于一些比较特殊的环境下,比如陆地移动网络,外来媒体网络,医疗救护,野外监测动物生活习性,森林火险报警,智能交通等,它的理论研究与实用价值是非常高的。这类网络路径的延时很大,节点缓存空间比较小,能源不足,网络中节点运动的随机性使得网络中原来一些连接被频繁中断,从而失去了源节点与目的节点之间的完整路径,主要依靠一些中继节点的先存储再转发的模式来进行数据消息传输,原来的基于TCP/IP体系的路由协议适应不了这类网络,移动DTN路由技术一直是个难点问题,所以,对移动DTN路由算法的研究工作,对促进无线传感网的发展具有重大意义。本文的主要研究对象即是移动DTN的路由算法。首先,介绍了移动DTN的发展历程与实际应用,移动DTN网络关键技术与一些相关的研究成果,对目前存在的一些DTN路由协议进行归纳和总结,并着重分析它们的关键技术与各种特点。其次,本文着重介绍了社会网络相关概念并分析了社会网络的一些基本特征,同时,分析了将社会网络研究理论与延迟容忍网络路由结合的可行性,再次,分析了结合社会网络特性的一些经典DTN算法SimBet、Bubble Rap、PROPHET,并探讨它们的优势与局限性,结合它们的设计理念,针对它们一些局限性,提出反映个人节点自身移动特性的历史行程模型(History Travel Model, HTM),并利用HTM作为指导,提出了一种改进型的基于位置与历史关系算法PHA(Position andHistory Association-based Routing),此算法根据当前时间段节点的运动目的地预测,同时结合最近时间段内该节点的历史访问记录来选择下一跳节点,从而保证节点能始终将数据转发给与目的节点有最大概率通信的节点。最后对SimBet、BubbleRap、PROPHET与PHA这四个协议进行总体对比与仿真分析,仿真结果表明,与这几个协议相比,PHA算法能有效提高路由传输性能。
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