论文部分内容阅读
随着无线通信技术的快速发展,无线网络的应用范围越来越广泛。传统无线网络路由协议往往要求源、目的节点间存在稳定的端到端路径。但在深空通信、空天信息网络、灾难救援等网络环境下,由于通信环境恶劣,链路频繁中断导致端到端路径不一定存在,传统路由协议无法有效运行。在这种背景下,延迟容忍网络(DTN, Delay Tolerant Network)的概念应运而生。由于DTN对链路延迟具有很强的容忍性,因此,它非常适用于上述受限网络。目前,国内外对DTN都纷纷展开了研究,而路由技术逐渐成为研究热点之一。根据网络中报文副本数量的不同,可将现有路由分为单副本路由和多副本路由。单副本路由通过节点间转发来实现报文传递,投递率和可靠性较差。多副本路由通过复制转发的方式多路径地传输报文,具有较高的报文投递率。多副本路由虽然具有较高的报文投递率和较低的报文传输延迟,但会在网络中产生大量报文副本,网络开销较大。本论文将从网络编码和副本控制两个角度对现有多副本路由进行优化,主要研究成果如下:(1)传统基于网络编码的传染路由算法NCER在多源多业务流DTN中会因多条业务流的混合编码导致编码信息所含未知量增加,各业务流解码恢复时间变长。论文针对NCER算法所存在的以上不足,提出了基于业务分类编码的路由算法BNCER。该算法通过对不同业务流进行分类编码,有效减小了编码信息的编码向量长度以及各业务流解码恢复时间,使各业务流可独立传输,提高了数据传输效率。仿真实验表明,BNCER算法和NCER算法相比,在传输时延和报文投递率上都有较大的性能提升,传输时延降低了约40%,报文投递率提高了约12%。(2)针对传统基于副本控制的散发等待路由算法SW在分配报文副本配额时存在的盲目性,本论文在SW算法的基础上提出了基于节点递送效用的改进型散发等待路由算法DU-SW。DU-SW算法充分利用节点间历史相遇信息来统计节点间相遇频率,并据此来定义节点递送效用,根据节点间递送效用比值关系来分配报文副本配额,对于递送效用高的节点分配较多的副本配额。通过合理地分配报文副本配额,从而在不增加网络开销的前提下提升报文投递性能。仿真结果表明DU-SW算法在报文投递率、平均传输时延以及网络开销率上都优于SW算法,报文投递率提高约8%,平均传输时延降低约15%,网络开销率降低约20%。