容迟网络中基于多策略的路由算法的研究与比较

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容迟网络是一种新型的网络体系结构,具有间断性连接、频繁割裂、时延高等特点。因此容迟网络中节点采用“存储-携带-转发”的路由模式。目前,如何做出更加高效的路由选择是无线网络领域内实现信息共享和高效传输的关键技术。本论文主要从两方面研究更加高效的路由算法,即下一跳节点选择机制和消息数据管理机制。主要研究内容有:(1)针对Spray and Wait不足的基础上,提出了一种基于节点性能和相遇概率的Spray and Wait改进路由算法。在该算法中,当节点处于Spray阶段时,按节点吞吐量大小来选择下一跳节点,并设计出根据节点活跃度调节消息副本数。当节点处于Wait阶段时,利用统计学方法计算节点与目的节点的相遇概率,实现消息的定向扩散。(2)在分析消息源节点和中继节点在通信过程中承担着不同的责任基础上,提出了一种基于局部位置信息和消息投递度的受控传染路由算法,该方法在消息源节点和中继节点上的策略是不同的。在消息源节点上,利用局部位置信息来控制消息的扩散范围。在中继节点上,综合利用多种效用信息筛选出最佳的节点来传递消息,降低消息的冗余。(3)结合节点表现出的自私属性以及移动模式,实现消息的快速定向传输;综合考虑消息成功投递概率和消息优先级,设计消息收益效用函数,并根据计算出的每条消息的传输收益值,将消息数据管理机制建模为0-1背包的最优化问题,并采用动态规划(Dynamic Programming,DP)算法解决。仿真实验分析验证了论文工作的高效性及可靠性,提出的三种算法在消息投递率、网络负载率等方面取得了一定优势,这充分证明我们提出的路由算法可以显著提高网络的传输性能。
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