机会移动社会网络中基于节点社会身份与社会影响力的路由算法研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:longzhi2009
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随着移动智能设备和无线自组网通信技术的迅猛发展,机会移动社会网络(Opportunistic Mobile Social Networks)开始逐渐兴起,该网络以人携带的移动设备为主体,不需要依赖通信基站便可以实现信息传输。机会移动社会网络是移动机会网络与社会网络的有机融合,它既具有机会网络的一系列特征属性,如移动节点接触频繁,网络拓扑结构复杂多变以及网络资源受限等;同时,该网络中移动节点的转发行为也明显体现了人类的社会属性。机会移动社会网络在移动车载网络、网络数据共享以及偏远地区通信等领域具有巨大的发展前景。在机会移动社会网络中,大部分移动节点是由持有蓝牙、Wi-Fi等通讯功能的移动设备的人组成。由于物理环境的限制,该网络中移动节点的连接状况频繁发生改变,源节点和目的节点之间很难维护一条完整的通信路径,这使得传统的通信方式在该网络环境下无法正常工作。为实现该网络的有效通信,其采用“存储-携带-转发”模式进行信息传输。此外,由于机会移动社会网络中的移动节点具有人类的社会属性,它们的移动行为及转发行为具有一定的规律性和稳定性。因此,研究如何将人类的社会属性引入到路由决策的设计中是十分必要的。目前,国内外的研究学者已经尝试将一系列社会属性引入到路由转发决策中,但是经过研究发现,社会身份这一与人类生活密切相关的社会属性却没有得到足够重视。并且,在路由转发决策过程中,移动节点的社会影响力也没有被有效利用,它能够表征一个人是否具有影响并改变他人行为的能力。因此,为了进一步改善机会移动社会网络中路由算法的性能,本文提出了一种新的基于移动节点社会身份与社会影响力的路由算法。本文的主要工作如下:(1)机会移动社会网络中节点社会身份的提取算法。首先,根据人类在社会生活中具有的特性,本文定义网络中的移动节点具有多重的社会身份。早期的社会心理学理论研究表明:当人们在和与自己有相似社会身份的人接触并交往时,他们往往会获得强烈的自我价值感以及社会归属感,还可以产生一种自我认同感。进而,相似的社会身份为人们提供了一种有效的社交框架并进一步影响了人们的社会行为。据此,通过分析移动节点产生消息的内容属性,本文提出了一种提取移动节点社会身份并计算其社会身份隶属程度值的算法。具体地,本文详细定义了移动节点产生消息的数学模型,给出了消息内容属性、消息关键词、内容属性关联值等相关概念的定义。并且,利用模糊数学的相关知识,本文求解了消息的模糊相似矩阵并进一步计算得出内容属性的关联值。然后,根据预先定义的映射关系,相应地得到移动节点的多重社会身份以及社会身份隶属程度值。最后,采用真实消息文本集进行数据分析,结果表明本算法有效,能够切实可行地计算出移动节点多重社会身份的隶属程度值,为后续章节进一步设计出高效的路由算法做铺垫。(2)基于节点社会身份和社会影响力的路由算法研究。首先,本文将社会身份的概念引入到路由算法的研究中。其次,详细介绍了一种如何在移动节点具有多重社会身份的情况下计算其社会影响力的算法。具体地,根据移动节点的PageRank中心度及其影响因子,计算得出机会移动社会网络中节点的社会影响力向量,其中,移动节点的影响因子由该节点与它的邻居节点之间的相遇概率和信任度共同决定。接着,移动节点的转发效用值可以根据该节点与目的节点之间的社会身份相似度以及该节点自身的社会影响力程度值计算得出。然后,本文着重描述了基于节点社会身份和社会影响力的路由转发策略,即网络中的消息将被转发至具有较高转发效用值的中继节点。最后,仿真实验结果表明,本文提出的路由算法在消息投递率,系统开销率和平均时延上均有良好的性能表现。
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