延迟容忍无线传感器网络路由算法研究

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近几年随着无线传感器技术的不断发展,相关的应用开始不断的出现。这也使得无线传感网络的相关研究成为一个新的热点。网络的路由协议一直就是计算机网络研究的一个核心问题。无线传感器网络是一种典型的延迟容忍网络,网络中节点的随机移动造成了节点之间的间歇性连通,给路由协议设计带来了极大的挑战。为了解决传感器网络中节点的间歇性连通问题,通常采用基于携带转发的路由策略,即,节点会一直携带着消息,在遇到合适的节点之后,利用这些节点进行中继,以多跳的方式将消息递交到目的节点。由此可见路由算法的性能对中间节点的依赖比较大。然而在有些无线传感器网络的应用中,网络中的节点会表现出一定的社会自私性,这些节点会为了降低自己的开销,而拒绝为其他节点中继消息。对于具有这类现象的无线传感器网络来说,路由算法的性能就会严重降低。为此需要采取相应的措施,降低自私性节点对网络性能的影响。本文主要针对具有社会自私性节点的无线传感器网络进行路由算法研究与设计。首先,我们分析了网络中社会自私性节点产生的原因,之后我们讨论了自私性节点对无线传感器网络中一些典型路由算法的影响。其次,本文介绍了节点的信誉度,通过节点的信誉度就可以对节点的自私性进行评价。最后,针对无线传感器网络的特点,结合网络自私性的相关特点,提出了一种新的路由算法。该算法主要分为两个阶段。第一个阶段主要是完成消息副本的扩散。考虑到节点自私性对网络性能的影响,本文采用基于一定信誉度阈值的副本数扩散方案。这可以保证消息副本后期的扩散速度。第二阶段采用基于一阶马尔科夫位置预测模型对节点下一个位置进行预测。根据相应的预测结果,让消息向着目的节点的方向进行贪婪递交。此外为了降低消息副本数对网络性能的影响,本文采用基于应用层的时延约束条件控制网络中相应的副本数。本文最后进行了一系列的实验,结果表明该算法相对于Spray and Focus、Spray and Wait具有较高的数据递交率和较低的消息时延,相对于Epidemic网络资源消耗较低。
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