基于联合概率的DTN路由算法研究

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随着移动设备和无线网络技术的发展,容滞网络(Delay Tolerant Network, DTN)逐渐受到人们的广泛关注,这是一种为满足受限网络在正常情况下顺利进行通信而设计的体系结构。对于军事自组织网络、星际网络、无线传感网络等这些容易出现断开现象的受限网络来说,源节点与目的节点之间很难存在稳定的端到端的连接,因此传统的路由方式已经不再适用于这类特殊网络环境,这种情况下研究容滞网络显得尤为重要。针对容滞网络中节点所处位置在不断变化,即网络拓扑结构动态改变,这使得节点具有间歇性连接、报文传输延迟大、数据传输不对称等特点。之前有人提出针对DTN网络的传统路由协议如Epidemic、Spray and Wait、Max Prop等,而对于特殊的DTN社会网络而言,人群或其他移动设备为节点的携带者,其移动与人类的社会活动有着密不可分的联系,呈现某种社会特性并非不可预测。本文首先对传统DTN网络存在的特点及不足进行分析,其次对社会网络这一特殊的DTN网络进行了研究,将目前针对DTN中社会网络的研究进行系统分析将人类社会学特性进行了形式化表达;移动模型分析不再将节点移动按照随机游走模式分析,而是按照区域社会活动特点进行模拟,根据有些节点仅在一个区域内移动,而有些节点可以在多个区域间来回移动,最终提出了一种新的DTN网络分区路由算法——联合概率路由。它结合了节点相似度路由算法和节点活跃度路由算法的优点。通过比较通信范围内的节点联合概率(UP)大小,选择联合概率值大的节点来进行报文转发。仿真结果表明,UP路由算法与其他几种算法相比,在保证较高递交率的前提下,网络延迟和开销均有所改善。研究方案及内容如下:1.首先,介绍DTN网络的研究背景及其发展的过程,详细描述了DTN网络特点、体系结构等,对传统的DTN路由算法做了阐述并对比分析其各自优缺点。2.对社会网络这一特殊的DTN网络进行了系统的研究,特别是对之前研究人员所提出的有关社会网络的路由算法进行分析并讨论其存在的问题。最终本文提出了基于社会网络的联合概率路由算法概念,建立转发模型,通过比较通信范围内相遇节点的联合概率值大小从而选择联合概率值大的节点作为下一跳的转发节点。3.采用THE ONE模拟仿真工具进行仿真实验,将联合概率路由算法与传统的Epidemic Spray and Wait、PROPHET等进行了比较,仿真结果的各项性能指标表明该算法呈现出较为良好的特性。综上所述,本文对社会网络中的报文信息转发策略进行了分析研究并提出一种新的解决方案,对于DTN网络的研究发展有一定理论价值和研究意义。
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