基于网络编码的机会网络路由算法研究

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机会网络作为一种新型的自组织网络,利用节点之间的相遇进行数据传输。机会网络中节点的移动性会导致网络连接不稳定,所以机会网络的路由算法用于解决动态拓扑结构下的数据传输问题。在机会网络中,节点与节点之间常常不存在完整链路,该特性致使传统的基于完整链路的数据传输协议和算法无法使用在机会网络中,因此需要设计专用于机会网络的数据传输方案。本文以机会网络中的数据传输问题展开分析和研究。本文对现有的机会网络路由算法进行总结,发现由于节点的移动性和不连通性,使得网络中存在大量的数据副本,由于冗余副本的存在使网络中的资源利用率下降,网络传输性能得不到提高。因此,为了减少网络中的数据副本数,对基于效用值的路由算法进行了冗余优化处理,并在此基础上结合网络编码技术提出了基于网络编码的机会网络路由算法。该算法首先对数据传输进行控制,以期望减少网络中消息的副本数目,接着当网络中节点缓存满的时候,采用网络编码技术对数据包做进一步的编码处理,对处理之后的数据包进行传输和解码操作。对于机会网络中的数据冗余的问题进行了分析和优化,文中的基于网络编码的路由算法在提高消息传输成功率、节点的缓存利用效率,提升网络整体性能上有着良好的表现,即文中主要对基于效用值的路由算法的数据副本数目进行分析,提出的冗余优化ElimiRe(Eliminate Redundancy Router,ElimiRe路由算法,该算法在模拟环境中表现出了良好的性能,又结合网络编码技术提出了ElimiReC(Eliminate Redundancy Coding Router,Elim ReC)路由算法,在该算法的设计过程中,依然考虑到了节点的缓存管理策略问题,最后把网络编码技术应用于SAW路由算法。使用模拟器对文中提出的路由算法进行仿真实验,可以得到该算法的各项运行指标,包括消息递交成功率,网络开销,平均传输时延等。通过与原有的基于相遇预测值的路由算法对比发现,除了平均数据传输时延保持不变外其它两项性能均有大幅度的提升,文中的算法在模拟环境中的实验数据和理论预期相吻合,网络编码技术也可以和其它的路由算法相结合。
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