【摘要】：近年來,隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展以及移動通信設(shè)備(智能手機、PDA等)的大量普及,人們利用藍牙、WiFi等短距離無線通信接口通過自組織的方式完成彼此之間數(shù)據(jù)的傳輸和信息的共享,使得在不具備基礎(chǔ)通信設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行通信成為可能,從而催生了一種新型的移動自組織網(wǎng)絡(luò)——機會網(wǎng)絡(luò)(Opportunistic Networks)。這種新型的網(wǎng)絡(luò)在車載網(wǎng)絡(luò)、偏遠地區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信、災(zāi)后緊急救援、媒體信息共享等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。機會網(wǎng)絡(luò)是一種不需要源節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點之間存在完整鏈路,利用節(jié)點移動帶來的相遇機會實現(xiàn)通信的無線自組織網(wǎng)絡(luò),其網(wǎng)絡(luò)通信基于“存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的路由模式。由于機會網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已不再適用,因此如何更好地利用網(wǎng)絡(luò)中用戶之間的機會連接,使得消息的傳輸?shù)靡愿咝А⒖煽康倪M行是研究工作者主要關(guān)注的問題,而解決這個問題的根本在于能否設(shè)計出合理的節(jié)點移動模型以及高效的路由算法。本文首先介紹了研究機會網(wǎng)絡(luò)的背景意義、現(xiàn)階段國內(nèi)外的研究狀況以及機會網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用領(lǐng)域,其次介紹了機會網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論知識,對當(dāng)前現(xiàn)有的節(jié)點移動模型和路由算法進行了總結(jié)和分析。雖然現(xiàn)有的路由算法在某些設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能取得較好的性能,但是沒有更好的利用節(jié)點的興趣特征以及移動規(guī)律,同時也沒有很好的解決網(wǎng)絡(luò)中由于節(jié)點自身資源受限所表現(xiàn)出的自私行為。因此,本文基于這兩個方面,進行如下的研究工作:(1)基于用戶興趣的路由算法。首先,通過社會網(wǎng)絡(luò)學(xué)理論對用戶移動行為特征進行了分析,發(fā)現(xiàn)人們的社會關(guān)系存在一定的依賴性,其運動方式表現(xiàn)出小世界現(xiàn)象,往往由于某些共同的興趣愛好以及社會聯(lián)系聚集在一起,形成一個個運動的群體,也被稱為社區(qū)�；诖�,本研究通過網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間的連接強度和興趣相似度兩個方面周期性的將網(wǎng)絡(luò)動態(tài)自適應(yīng)的劃分為多個興趣社區(qū),其消息的傳輸過程分為興趣社區(qū)內(nèi)和興趣社區(qū)間傳輸。接著,詳細介紹了相應(yīng)的消息傳輸策略,興趣社區(qū)內(nèi)的消息傳輸根據(jù)相遇節(jié)點和當(dāng)前消息的效用值決定是否轉(zhuǎn)發(fā)消息,使得消息沿著和目的節(jié)點具有更高效用值的方向移動,社區(qū)間根據(jù)和目的節(jié)點所在社區(qū)的訪問概率選擇轉(zhuǎn)發(fā)消息的下一條節(jié)點。最后通過仿真實驗表明,該算法在網(wǎng)絡(luò)性能上有了明顯的提升,具有良好的消息投遞率、較低的消息平均傳輸延時,并且提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。(2)基于節(jié)點間信任關(guān)系的路由算法。首先,本研究分析了機會網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點自私行為的產(chǎn)生原因,指出相關(guān)工作中存在的不足。然后綜合考慮節(jié)點間的直接信任關(guān)系和間接信任關(guān)系,通過節(jié)點間的歷史交互信息以及可信鄰居節(jié)點的推薦信息建立信任評估模型,根據(jù)總體信任度建立信任關(guān)系矩陣。同時結(jié)合歷史交互信息,采用機器學(xué)習(xí)的方法——樸素貝葉斯法對節(jié)點間的朋友關(guān)系進行分類。在進行消息傳輸?shù)倪^程中,確保相遇節(jié)點和目的節(jié)點為朋友關(guān)系的前提下,通過已建立的信任關(guān)系矩陣選擇和目的節(jié)點信任度更高的節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā)消息的中繼節(jié)點,并根據(jù)信任度動態(tài)分配消息副本,使得消息沿著信任度遞增的方向傳輸。最后通過仿真實驗表明,在網(wǎng)絡(luò)存在自私節(jié)點的情況下,該算法具有良好的消息投遞率、較低的消息傳輸延時、以及較小的系統(tǒng)開銷率和丟包數(shù)目。
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圖１－２延遲容忍網(wǎng)絡(luò)逡逑Ｆｉｇ邋１－２邋Ｄｅｌａｙ邋Ｔｏｌｅｒａｎｔ邋Ｎｅｔｗｏｒｋｓ逡逑

邐Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ／逡逑Ｎｏｄｅ逡逑圖１－２延遲容忍網(wǎng)絡(luò)逡逑Ｆｉｇ邋１－２邋Ｄｅｌａｙ邋Ｔｏｌｅｒａｎｔ邋Ｎｅｔｗｏｒｋｓ逡逑移動自組織網(wǎng)絡(luò)（Ｍｏｂｉｌｅ邋Ａｄ邋Ｈｏｃ邋Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，邋ＭＡＮＥＴｓ）［６］：移動自組織網(wǎng)絡(luò)是逡逑一種由多個移動節(jié)點組成的結(jié)構(gòu)簡單靈活、不依賴于現(xiàn)有的有線通訊基礎(chǔ)設(shè)施就逡逑可以在各種環(huán)境下快速部署實施的短距離無線通訊網(wǎng)絡(luò)，是一種計算機網(wǎng)絡(luò)和移逡逑動通信相結(jié)合的新型網(wǎng)絡(luò)。其拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，呈現(xiàn)出自組織、多跳性、異構(gòu)逡逑性、無中心性等特點，廣泛應(yīng)用于軍事通信、移動會議、車聯(lián)網(wǎng)、緊急服務(wù)和災(zāi)逡逑后營救［７］等眾多領(lǐng)域，將會是未來移動通信技術(shù)的核心組成部分，如圖１－３所示：逡逑Ｉ邋Ｓ邋，，逡逑Ｉ—Ｊ）邋p哄義賢跡保騁貧宰櫓玨義希疲椋玨澹保沖澹停錚猓椋歟邋澹粒溴澹齲錚沐澹危澹簦鰨錚潁耄簀義涎映偃萑掏緄某魷鄭餼雋送韁脅淮嬖詮潭ǖ牡愣緣鬮錮砹綽返那榭魷洛義夏芄喚惺葑⒑頭址⒌奈侍

本文編號：2698706