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机会网络是一种在网络节点之间不一定存在完整端到端路径的无线自组织网络,具有网络拓扑分割及变化较快等特点,网络中节点之间通过节点移动带来的相遇机会进行通信,并以“存储-携带-转发”的路由机制对数据分组进行传输。近年来,机会网络路由算法成为了机会网络研究领域的热点之一。本文首先对机会网络的研究背景及国内外研究现状进行介绍,紧接着概述了机会网络及相关的路由算法,然后从多副本和单副本的角度提出了两种新的路由算法LORA和ERHR,并对它们进行了详细的介绍和分析。
在多副本路由算法研究方面,本文针对基于复制的Epidemic路由算法的Request控制消息存在冗余、加入免疫机制的Epidemic改进算法中免疫信息的存储和传递使得存储和通信开销偏大、节点在存储和发送汇总矢量SV时存在长度冗余等问题,提出了一种带免疫机制的低开销机会网络路由算法LORA。首先,该算法取消了节点相遇后控制消息交互过程中Request消息的传递以减小控制开销;其次,将免疫信息通过SV消息进行存储和传递,不再使用专门的数据结构对免疫信息进行存储和传递以减小网络的存储和通信开销;然后,对SV消息进行自适应的压缩以减小存储和通信开销;最后,通过跨层信息共享产生新的免疫信息以加快网络中免疫信息的传递。理论分析和仿真结果表明,同Epidemic及其相关的改进算法相比,LORA算法在控制开销、节点平均缓存分组数、数据分组转发开销、平均端到端时延等性能上均有所提升。
在单副本路由算法研究方面,本文针对CAR路由算法由于在连通域内使用DSDV算法导致控制开销偏大、数据分组生存时间TTL值的固定设置影响数据分组转发开销和成功率、节点移动感知不及时影响数据分组成功率等问题,提出了一种高效可靠的机会网络混合路由算法ERHR。该算法使用具有地址压缩功能的OLSRv2算法在网络连通域内进行路由,以减小控制开销;对在连通域内转发的数据分组进行自适应的TTL值调整提高数据分组传送成功率及减小数据分组转发开销;并通过数据分组的跨层确认提高数据分组成功率。理论分析和仿真结果表明,与CAR算法相比,ERHR在控制开销、数据分组传送成功率、数据分组转发开销等方面的性能均有所提高。
最后,我们总结了全文工作并对机会网络相关领域的进一步研究进行了展望。