【摘要】：隨著無線便攜設備(如：ipad、PDAs、智能手機等)的大量普及,機會移動網(wǎng)絡應運而生。這類網(wǎng)絡突破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡對實時連通性的要求限制,更適合實際的自組網(wǎng)需求。機會移動網(wǎng)絡在傳感器網(wǎng)絡、野生動物追蹤、車載網(wǎng)絡和不發(fā)達地區(qū)的網(wǎng)絡服務等領域具有廣闊的應用前景,極大地改善了人們的生產(chǎn)和生活方式,因而近年來引起了學術(shù)界的密切關注。 在機會移動網(wǎng)絡中,由于時變的網(wǎng)絡拓撲,網(wǎng)絡中節(jié)點到節(jié)點之間很難保證有一條穩(wěn)定的連通的路徑。因此,節(jié)點如果有數(shù)據(jù)需要去傳輸?shù)脑捴荒芟却鎯π枰l(fā)送的數(shù)據(jù),然后轉(zhuǎn)發(fā)給和它機會性接觸的其它節(jié)點。這個數(shù)據(jù)交換過程被稱為“存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”機制,是機會移動網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)的一種基本策略。目前已經(jīng)有很多的學者對機會移動網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸問題進行了研究,但是現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸研究存在兩個方面的不足：1)沒有考慮節(jié)點的能量限制；2)缺乏合適的激勵機制。本文結(jié)合該方向的最新研究成果,首先對鄰居發(fā)現(xiàn)過程中的能量節(jié)省問題進行了研究,然后考慮占空比模式下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和自私環(huán)境下的數(shù)據(jù)分發(fā)問題,并提出了相應的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制和數(shù)據(jù)分發(fā)激勵機制。本文主要工作和貢獻包括以下幾個方面： 1.簡要回顧了機會移動網(wǎng)絡的產(chǎn)生背景、概述、主要特性、應用領域及其研究現(xiàn)狀。 2.研究了機會移動網(wǎng)絡在隨機路點模型(Random Way-Point model)下能量效率和接觸機會之間的折衷。首先提出了一種理論模型去研究基于隨機路點模型的接觸探測過程,分別得到了單點探測概率和雙點探測概率的表達式。然后,基于提出的理論模型,分析了在不同情況下能量效率和有效接觸總數(shù)之間的折衷。實驗結(jié)果表明,“好的折衷點”會隨著節(jié)點移動速度的變化而顯著變化。 3.研究了機會移動網(wǎng)絡中占空比模式下的鄰居發(fā)現(xiàn)過程,并且為占空比機會移動網(wǎng)絡中的鄰居發(fā)現(xiàn)過程設計了一種能量有效的自適應工作機制。提出的自適應工作機制使用節(jié)點間過去的接觸歷史記錄去預測節(jié)點間未來的接觸信息,從而在每個周期內(nèi)自適應地配置網(wǎng)絡中每個節(jié)點的工作機制。實驗結(jié)果表明,自適應工作機制在有效的接觸數(shù)、遞送率和遞送延時方面的表現(xiàn),都要優(yōu)于隨機工作機制和周期性工作機制。 4.研究了占空比機會移動網(wǎng)絡中占空比操作對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的影響,并且為占空比機會移動網(wǎng)絡設計了一種能量有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略。該策略考慮了節(jié)點間的接觸頻率和接觸時長,并且設法將數(shù)據(jù)包沿著可以最大化占空比模式下數(shù)據(jù)傳遞概率的路徑轉(zhuǎn)發(fā)。實驗結(jié)果表明,提出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略的遞送率和傳染路由(Epidemic Routing)的遞送率相比比較接近,但是相應的遞送開銷卻要比傳染路由的遞送開銷減少很多。同時,提出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略的遞送率比Bubble Rap協(xié)議和Prophet協(xié)議的遞送率都要高,但是相應的遞送開銷卻只是稍微大于Bubble Rap的遞送開銷。 5.研究了機會移動網(wǎng)絡中自私環(huán)境下的數(shù)據(jù)分發(fā)問題,并且提出了一種適用于自私機會移動網(wǎng)絡的基于激勵驅(qū)動的發(fā)布/訂閱數(shù)據(jù)分發(fā)機制。該機制采用“針鋒相對”(Tit-For-Tat,簡稱為TFT)機制來激勵網(wǎng)絡中的節(jié)點互相合作。同時,該機制也提出了一種新穎的數(shù)據(jù)交換協(xié)議來實現(xiàn)兩節(jié)點接觸過程中的數(shù)據(jù)交換,目的是最大化節(jié)點緩存中儲存的數(shù)據(jù)的效用值。在大量基于真實數(shù)據(jù)集的性能評估中,提出的機制在總新鮮值、總傳遞數(shù)據(jù)和總傳輸開銷方面都優(yōu)于已有機制。 最后對全文進行了總結(jié),并對未來的研究方向進行了展望。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

【參考文獻】

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本文編號：2521934