發(fā)布時間：2018-10-12 12:31

【摘要】：機會網絡依靠節(jié)點移動帶來的相遇機會進行通信,這就需要網絡中的中間節(jié)點進行合作轉發(fā)才能保證消息成功送達到目的節(jié)點,因此,節(jié)點的合作程度對機會網絡的性能具有非常重要的影響。當前對于機會網絡研究的一個默認假設是:網絡中的所有節(jié)點都是合作節(jié)點,自愿且無條件的對其他節(jié)點的消息進行轉發(fā)。然而,在現實應用場景中,節(jié)點的緩存、電量等資源有限,并且可能具有偏好性等社會屬性,所以網絡中部分節(jié)點會表現出自私性而不進行消息的合作轉發(fā),這樣將使得消息的成功傳送率降低,網絡傳輸延遲變大,進而造成網絡性能大大降低。因此,如何促進網絡中節(jié)點合作是機會網絡中一個迫切需要解決的問題。本文首先簡要介紹機會網絡的基本原理,以及當前的研究進展和面臨的挑戰(zhàn),并詳細分析已有的激勵自私節(jié)點合作策略的優(yōu)缺點。然后針對機會網絡中真實應用場景中節(jié)點所具有的社會屬性,研究節(jié)點的行為特性,分析節(jié)點不合作的原因,并結合行為經濟學中利他懲罰理論的相關研究內容,提出一種基于利他懲罰的機會網絡合作機制(簡稱為AP機制),AP機制通過利他懲罰節(jié)點對網絡中自私節(jié)點不合作行為的懲罰作用,能夠有效的抑制節(jié)點的自私行為,提高節(jié)點的合作概率,使得網絡整體合作程度保持在一個較高的水平。為了驗證AP機制的有效性,本文使用ONE平臺進行了仿真實驗,實驗結果表明:AP機制在單副本路由和多副本路由模式下均能有效提高消息的成功交付率,特別是在單副本路由模式下,消息交付率提高的更為顯著,基本達到網絡中所有節(jié)點均為合作節(jié)點時候的水平。AP機制還能夠在一定程度上減小節(jié)點的能量損耗,相比于網絡中所有節(jié)點均為合作節(jié)點的機制,AP機制中節(jié)點的平均相對剩余能量要明顯高于該機制。本文最后從獎勵節(jié)點參與網絡合作的角度,提出一種基于利他獎勵的機會網絡合作機制(簡稱AR機制)。AR機制通過給予積極參與網絡服務的節(jié)點一定量的獎勵得分,提高節(jié)點的優(yōu)先級排名,進而提高節(jié)點所攜帶消息在網絡中被轉發(fā)的優(yōu)先程度。為了驗證AR在機制激勵節(jié)點合作方面的有效性,本文進行了仿真實驗并與Direct Delivery、PROPHET和TFT三種經典方案進行網絡性能對比,結果表明,相比于其他三種方案,我們提出的AR機制在保證較高消息交付率的前提下,能夠有效減小節(jié)點的能量消耗,并降低網絡開銷。
[Abstract]:The opportunity network relies on the encounter opportunity brought by the node movement for communication, which requires the cooperation and forwarding of the intermediate nodes in the network in order to ensure the successful delivery of the message to the destination node. The degree of cooperation of nodes has a very important impact on the performance of opportunistic networks. One of the default assumptions in the current research of opportunistic networks is that all nodes in the network are cooperative nodes and forward messages from other nodes voluntarily and unconditionally. However, in the real-world application scenario, some nodes have limited resources such as cache and power, and may have social attributes such as preference, so some nodes in the network will show selfishness and do not cooperate in message forwarding. In this way, the successful transmission rate of messages and the delay of network transmission will be reduced, and the network performance will be greatly reduced. Therefore, how to promote the node cooperation in the network is an urgent problem to be solved in the opportunity network. Firstly, this paper briefly introduces the basic principle of opportunistic network, the current research progress and challenges, and analyzes in detail the advantages and disadvantages of the existing strategies of encouraging selfish node cooperation. Then aiming at the social attributes of nodes in the real application scenario of opportunistic networks, this paper studies the behavior characteristics of nodes, analyzes the causes of node non-cooperation, and combines the relevant research contents of altruistic punishment theory in behavioral economics. An opportunistic network cooperation mechanism based on altruistic punishment (AP mechanism for short), AP mechanism) is proposed. The altruistic punishment node can effectively suppress the selfish behavior of the node by punishing the selfish node for the uncooperative behavior in the network. To improve the cooperation probability of the nodes, the overall cooperation degree of the network is kept at a higher level. In order to verify the effectiveness of the AP mechanism, this paper uses the ONE platform to carry out simulation experiments. The experimental results show that the AP mechanism can effectively improve the message delivery rate in both single-copy routing and multi-replica routing mode. Especially in the single-copy routing mode, the message delivery rate increases more significantly, basically reaching the level when all nodes in the network are cooperative nodes. The AP mechanism can also reduce the energy loss of the nodes to a certain extent. Compared with the mechanism that all nodes in the network are cooperative nodes, the average relative residual energy of nodes in the AP mechanism is significantly higher than that of the mechanism. Finally, from the point of view of reward node participating in network cooperation, this paper proposes an altruistic reward based opportunity network cooperation mechanism (AR mechanism). AR mechanism) by giving a certain amount of reward score to the node actively participating in the network service. Improve the priority ranking of nodes, and then improve the priority of forwarding messages carried by nodes in the network. In order to verify the effectiveness of AR in the mechanism incentive node cooperation, simulation experiments are carried out and compared with the three classical schemes of Direct Delivery,PROPHET and TFT. The results show that, compared with the other three schemes, The proposed AR mechanism can effectively reduce the energy consumption of nodes and reduce the network overhead on the premise of high message delivery rate.
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5

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