【摘 要】
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在机会网络中,机会路由算法用于节点转发消息,是实现各种机会网络应用的核心技术。但是,独立运行的节点无法获得全局网络拓扑信息,在转发消息时具有一定的不合理性,导致机会网络中存在节点能量消耗不均衡、节点缓存使用不合理、网络拥塞控制不稳定等问题。为了解决上述问题,本文提出了基于时空属性的资源优化机会网络路由策略,包括三个相互支撑的机会路由算法:Prophet-TD、EC-CW、CW-5,以适应不同的机会
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在机会网络中,机会路由算法用于节点转发消息,是实现各种机会网络应用的核心技术。但是,独立运行的节点无法获得全局网络拓扑信息,在转发消息时具有一定的不合理性,导致机会网络中存在节点能量消耗不均衡、节点缓存使用不合理、网络拥塞控制不稳定等问题。为了解决上述问题,本文提出了基于时空属性的资源优化机会网络路由策略,包括三个相互支撑的机会路由算法:Prophet-TD、EC-CW、CW-5,以适应不同的机会网络环境。第一个机会路由算法是融合历史吞吐率和累积接触时间的Prophet-TD路由算法。Prophet-TD在概率路由算法（Prophet）的基础上,综合考虑节点历史吞吐率和节点接触时间,改进了节点相遇概率计算模型,依据融合历史吞吐率和累积接触时间的节点相遇概率选择中继节点。仿真结果表明,相比Prophet,在节点密度较高的机会网络中,Prophet-TD提高了消息投递率,降低了路由开销率和平均时延。第二个机会路由算法是融合能量均衡和缓存优化的EC-CW路由算法。EC-CW在Prophet-TD的基础上,综合考虑节点能量消耗和节点缓存使用,定义了节点通信意愿度计算模型,依据节点通信意愿度选择中继节点。仿真结果表明,相比Epidemic、First Contact、Prophet,在节点密度较低且节点初始缓存较高的机会网络中,EC-CW有效地降低了平均时延和路由开销率;在节点密度较高且节点初始缓存较低的机会网络中,EC-CW有效地提高了消息投递率,有效地降低了路由开销率。第三个机会路由算法是融合累积社交投入度的CW-5路由算法。CW-5在EC-CW的基础上,进一步考虑节点社会关系,优化了节点通信意愿度计算模型,依据融合累积社交投入度的节点通信意愿度选择中继节点。仿真结果表明,相比EC-CW、Epidemic、Prophet,在节点初始缓存较低的机会网络中,CW-5大幅提高了消息投递率和节点平均剩余能量,大幅降低了路由开销率。综上,本文综合考虑节点相遇概率、节点历史吞吐率、节点接触时间、节点能量消耗、节点缓存使用、节点社会关系等节点时空属性,提出了基于时空属性的资源优化机会网络路由策略。该路由策略的核心技术是中继节点的合理选择,关键原理是融合节点时空属性定义用于选择中继节点的计算模型。基于该计算模型选择中继节点可以达到节点能量均衡和节点缓存优化的目的,提高机会网络的通信性能。
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