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移动容迟网络中基于社会感知的多播分发算法研究

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移动容迟网络中基于社会感知的多播分发算法研究

作者：殷文华内蒙古大学

学位级别：硕士

随着平板电脑、智能手机等具备无线通信能力的便携式设备的普及,移动容迟网络(Mobile Delay Tolerant Network,简称MDTN)得到学者们的广泛关注。利用上述便携式设备进行自由组网,所形成的无基础设施的网络是目前MDTN最广泛的应用场景。... 详细信息

随着平板电脑、智能手机等具备无线通信能力的便携式设备的普及,移动容迟网络(Mobile Delay Tolerant Network,简称MDTN)得到学者们的广泛关注。利用上述便携式设备进行自由组网,所形成的无基础设施的网络是目前MDTN最广泛的应用场景。便携式设备一般由人随身携带,人的移动性一般情况下虽然很难估计,但是呈现出一定的社会特性。考虑到这一特性,本文利用社会学的相关理论进行多播分发算法的设计。针对由便携式设备组成的无基础设施的MDTN应用场景,本论文设计出一种适合于该场景的基于社区结构的层次化多播分发算法(Social-Aware Hierarchical Multicast,简称SAHM)。SAHM算法综合考虑了社团划分、中心度计算以及接触率预测策略。通过K-Clique算法进行社团划分,在划分好的社团结构上根据C-Window中心度和节点对之间的接触率预测值判断相遇节点是否可以作为中继节点。在社团内部选择接触率预测值高于当前节点到目的节点的接触率预测值且大于阈值的节点作为中继节点,在社团之间选择C-Window中心度高的节点作为中继节点。为了验证SAHM算法的性能,本文在ONE仿真平台上实现该算法,并在Infocom06和Cambridge两个真实数据集上与已有的经典算法进行性能对比。仿真结果表明,SAHM算法在保证消息传输成功率的同时获得了较低的网络开销,使得信息能够更快速、高效地传输给信息需求节点。

关键词：移动容迟网络社会感知多播分发算法社团划分

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移动容迟网络中拥塞控制策略研究

移动容迟网络中拥塞控制策略研究

作者：梁传明华中科技大学

学位级别：硕士

在延迟容忍网络DTN（Delay Tolerant Network）中，节点依靠彼此间的间断或机会性连接进行通信。由于传播时延巨大，而且端到端的连接路径并不一定存在，DTN中的数据传输方式与因特网相比有着显著的差异。与因特网中的分组交换不同，DT... 详细信息

在延迟容忍网络DTN（Delay Tolerant Network）中，节点依靠彼此间的间断或机会性连接进行通信。由于传播时延巨大，而且端到端的连接路径并不一定存在，DTN中的数据传输方式与因特网相比有着显著的差异。与因特网中的分组交换不同，DTN采用虚拟消息交换，在节点间逐跳传输具有完整语义的消息“束”（Bundle），且广泛采用多副本传输以便提高消息的成功传输概率。延迟容忍网络独特的数据传输方式使得其拥塞问题也异常突出。一方面链路的间断连接导致了消息在节点内的短时间堆积，造成存储资源的快速消耗;另一方面，过多的消息副本使得网络负载过大，甚至存在已经被成功传输的消息依然被中间节点缓存的情况。节点的拥塞不仅会带来丢包率的增加，排队时延的快速增长及消息整体传输概率的下降，对存储、能量和带宽资源也是极大的浪费。传统因特网中基于停等协议、滑动窗口控制的方法由于要求较短的往返传输时延而无法应用于延迟容忍网络。此外，它们并没有对消息的副本数目，传输概率等因素进行考虑。尽管已有一些工作探讨了延迟容忍网络中的缓存管理问题，它们大多基于单一的消息参数或者特定的网络模型，缺乏必要的理论证明或者实际可操作性。对由于消息转发、丢弃而引起的递交率变化进行了详细分析，并由此提出基于概率增量PI（Probability Increment）的缓存管理算法，从而解释了消息副本数、TTL值等属性对其传输概率的影响，并就指数联系间隔模型进行了具体分析。对于算法中的全局网络知识，采用消息状态管理的方式进行了统计和近似。对于概率路由，由于其传输概率预测值误差的存在和累积放大，概率增量的缓存管理方法并不适用。由此对联系（Contact）进行了分析，仅利用局部知识对副本数进行了近似，从而设计了一种新的概率路由缓存管理算法。实验仿真对以上缓存管理算法的性能进行了验证，证明可以较好地改善网络性能。

关键词：移动容迟网络拥塞控制路由算法队列管理缓冲区管理

移动容迟网络中基于能量约束的拥塞控制平衡策略研究

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移动容迟网络中基于能量约束的拥塞控制平衡策略研究

作者：张悦内蒙古大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的迅猛发展,移动终端作为载体,智能手机、平板电脑等移动通信无线设备的普及,使得移动延迟容忍网络(Mobile Delay Tolerant Network,简称MDTN)成为目前无线传感器网络的一个研究热点。这些移动设备在具有移动性和便携性... 详细信息

随着互联网技术的迅猛发展,移动终端作为载体,智能手机、平板电脑等移动通信无线设备的普及,使得移动延迟容忍网络(Mobile Delay Tolerant Network,简称MDTN)成为目前无线传感器网络的一个研究热点。这些移动设备在具有移动性和便携性等优点的同时,但也存在着带宽和电池能量有限的问题,带宽受限更容易导致网络发生拥塞,同时网络中某一节点的能量耗尽,将会影响整个通信网络的寿命和性能,因此将能量约束策略引入到有效的拥塞控制策略,对移动延迟容忍网络具有重要的意义。本文基于对现有MDTN路由协议、拥塞控制、节能机制研究,提出一种基于能量约束的拥塞控制平衡策略。该策略根据节点的剩余缓存区的容量和剩余能量的情况,将网络中的节点划分为多个不同的等级,节点在接收到消息请求后,首先查看自身的等级状态,然后依据不同状态分别采取不同的策略,若处于濒临拥塞状态,则采取丢包策略,若处于能量较低等级则采取延迟接收消息方法,若拥塞和能量等级均处于较低状态则该节点不接收消息,这样在网络中使拥塞状态和能量状态较好的节点优先加入路由,进而控制了网络中的拥塞并平衡网络中节点能量的使用。最后在ONE仿真平台实现该平衡策略,并进行分析与研究,通过利用该平衡策略的路由算法与未利用的路由算法进行对比分析,发现改进后的路由协议在网络环境相同的情况下,网络拥塞状况得以改善,同时延长了整个网络的寿命。

关键词：移动容迟网络能量约束拥塞控制平衡策略

移动容迟网络中基于虚拟货币的内容分发激励策略研究

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移动容迟网络中基于虚拟货币的内容分发激励策略研究

作者：翟彦清内蒙古大学

学位级别：硕士

移动容迟网络(MobileDTN,简称MDTN)是从延迟容忍网络(Delay Tolerant Network,简称DTN)发展起来的一种新型网络,其特点是节点移动性强、长延迟、低传输率,采取"存储-携带-转发"的路由方式转发数据。在MDTN中引入内容分发技术,能够使节... 详细信息

移动容迟网络(MobileDTN,简称MDTN)是从延迟容忍网络(Delay Tolerant Network,简称DTN)发展起来的一种新型网络,其特点是节点移动性强、长延迟、低传输率,采取"存储-携带-转发"的路由方式转发数据。在MDTN中引入内容分发技术,能够使节点就近获取内容资源,降低传输延迟,提高网络性能。然而,节点为了节省自身有限的资源如能量、缓存和CPU等,不愿为其他节点转发数据。目前已有的研究表明节点的这种自私行为导致数据传输率下降,对网络的性能产生了严重影响。为了解决这个问题,提高节点间的合作性,本文提出了一种基于虚拟货币的激励策略 VCBIS(Virtual Currency Based Incentive Strategy)。该策略的主要思想是节点从网络中获取内容资源时需要支付一定的虚拟货币,而节点帮助其他节点转发数据后能够获取网络系统给予其的货币奖励。节点为了赚取虚拟货币,将积极地参与数据的转发。同时,为了抵御恶意节点对该激励策略发起的各种攻击行为,我们还引入了密码学中的签名加密技术,提高了网络的安全性。最后我们对该策略在节点预算、有效性、安全性和可行性等方面的问题进行了综合分析,并利用ONE仿真工具将该策略在真实数据集下进行了仿真实验。仿真结果表明节点的自私行为致使网络性能降低,而应用本策略后能够提高数据传输率、降低网络延迟,改善了网络的性能。

关键词：移动容迟网络内容分发激励策略虚拟货币

移动容迟网络中基于节点递交概率和消息冗余的路由策略研究

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移动容迟网络中基于节点递交概率和消息冗余的路由策略研究

作者：涂仲秋华中科技大学

学位级别：硕士

移动容迟网络(Delay Tolerant Network, DTN)是一种普遍适用、面向消息的、可靠的网络体系结构，主要用来连接信息传播延迟高、数据传输速率低、链路频繁断开、误码率高的异构区域网络。这种新型移动自组织网络利用节点移动所创造的通... 详细信息

移动容迟网络(Delay Tolerant Network, DTN)是一种普遍适用、面向消息的、可靠的网络体系结构，主要用来连接信息传播延迟高、数据传输速率低、链路频繁断开、误码率高的异构区域网络。这种新型移动自组织网络利用节点移动所创造的通信机会进行交互，设计这种网络体系结构的目的是为了在频繁间断的网络中解决数据通信的问题。移动容迟网络中，由于节点一直处于频繁移动的状态、节点稀疏的分布在各个角落、节点的能量和存储能力有限，导致网络处于分割的状态，从而使得源节点和目的节点处于不同的区域网络而导致传统的无线自组织路由通信协议无法有效运行。因此，移动容迟网络的体系结构与传统因特网的体系结构有很大的不同。目前移动容迟网络的研究主题集中在网络体系结构、路由策略、拥塞控制策略以及身份认证和隐私保护等方面。基于概率路由算法的基本思想，提出了一种基于节点对消息递交概率和消息副本冗余的混合路由策略。根据Lindgren等人提出的在间断连接网络中的概率路由协议PRoPHET，节点对消息的转发概率的大小取决于节点与节点之间相遇的历史信息，网络中的每个节点都会维护一张记录该节点与网络中其他任意节点相遇概率的概率表，当任意两个节点相遇之后，通过比较各自与目的节点的相遇概率大小来决定是否对相遇节点转发消息。这个路由算法没有考虑节点之间的通信连接时间对于消息递交概率的影响，因此该协议只有在两个节点一旦相遇消息就能成功转发的前提下才能达到比较好的传输性能，但是在现实网络环境下，这种理想的假设会面临困境。因此，考虑到节点之间的通信连接时间对消息传输成功与否的重要影响，综合考虑节点连接时间和历史相遇频率来计算和更新消息递交概率，即消息的成功传输与否不仅与此节点是否频繁与目的节点相遇有关，还跟相遇后与目的节点间建立通信连接的时间长短有关，两节点相遇之后通过比较各自对消息的递交概率大小来决定是否将消息转发给相遇的中间节点。为了有效地控制对网络资源的开销，在携带消息的源节点指定网络中消息副本的最大数目，并采取二分的方式来分发生成消息副本的任务。为了评估这个路由策略的性能，通过ONE (Opportunistic Network Environment)模拟器对它进行了模拟，仿真实验结果表明，这种算法在保证消息递交成功率的同时，能有效地降低网络的开销。

关键词：移动容迟网络概率路由连接时间冗余传输网络开销

移动容迟网络中的路由策略及拥塞控制技术研究

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移动容迟网络中的路由策略及拥塞控制技术研究

作者：包晨诚华中科技大学

学位级别：硕士

移动容迟网络是一种新型网络体系结构，其典型实例包括星际网络，野生动物监测网络，陆地移动网络等，具有网络拓扑出现分割甚至频繁变化，端到端的通信链路常常发生中断，存在较长的传输延迟等特点，这些特点导致基于传统TCP/IP网络的... 详细信息

移动容迟网络是一种新型网络体系结构，其典型实例包括星际网络，野生动物监测网络，陆地移动网络等，具有网络拓扑出现分割甚至频繁变化，端到端的通信链路常常发生中断，存在较长的传输延迟等特点，这些特点导致基于传统TCP/IP网络的路由策略和拥塞控制方法在移动容迟网络下失效，需要研究符合其特殊网络特征的路由策略和拥塞控制方式。基于层次地理标签的路由策略是移动容迟网络下的一种结合单副本传输与多副本传输的路由方式。该方法将网络区域逐层划分为许多子区域，将节点频繁出现的区域作为其归属区域，在发送消息时，将消息贪心地向目的节点的归属区域进行传输;在消息到达该归属区域后，使用多副本传输的方式将消息在节点高概率出现的区域进行扩散，加速递交过程，利用地理信息的辅助提高消息的递交率。基于消息迁移机制的拥塞控制方法是为了解决移动容迟网络中的单点拥塞问题。在节点存储耗尽发生拥塞时，拥塞节点选择迁移成本最小的邻居节点，将存储中的部分消息进行迁移，通过这种方式在网络的局部范围内实现存储资源的再分配，缓解单个节点的拥塞状况，使得整个网络仍然能够正常工作。仿真实验验证了所提路由策略的性能，并将其与现有的几种移动容迟网络路由算法进行对比。仿真结果表明基于层次地理标签的路由策略提高了网络的消息递交成功率，同时仅仅造成了少量额外的网络开销，验证了算法在提高消息递交率上的有效性。

关键词：移动容迟网络路由层次标签地理信息辅助消息迁移拥塞控制

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移动容迟网络节点睡眠调度机制研究

移动容迟网络节点睡眠调度机制研究

作者：冯彦坤内蒙古大学

学位级别：硕士

随着应用在延迟容忍网络(Delay Tolerant Network,简称DTN)中移动通信设备的数量越来越多,使得DTN具有了较为突出的移动特性,进而发展成为移动延迟容忍网络(Mobile DTN,简称为MDTN)。出于设备的移动性和便携性的考虑,设备通常采用容量... 详细信息

随着应用在延迟容忍网络(Delay Tolerant Network,简称DTN)中移动通信设备的数量越来越多,使得DTN具有了较为突出的移动特性,进而发展成为移动延迟容忍网络(Mobile DTN,简称为MDTN)。出于设备的移动性和便携性的考虑,设备通常采用容量有限的电池供电,所以设备的能量受限。由于设备的寿命影响着其所属通信网络的寿命和性能,使得设备能效优化的意义越来越重要。本文首先针对无线网络中设备的能量节约机制做了研究,介绍了能量节约机制的分类以及基本工作原理。然后本文将移动设备通信过程中表现出的一些规律和特性应用于设计设备的能量管理机制,并对真实数据集中节点设备的接触间隔时间的分布特征进行细粒度分析,发现在分布密集的数值区域内呈现一定的分布波动性,同时也具有一定的衰减特征。本文选择将设备的接触间隔时间服从幂律分布的特性加入到MDTN节点的节能机制中,采用了属于幂律分布的帕累托分布,通过控制设备的扫描过程来实现对设备的睡眠唤醒状态的控制,设计出基于幂律分布的节点睡眠调度机制。通过使用ONE仿真工具进行仿真实验对所提出的睡眠调度机制的性能进行分析研究,通过与异步唤醒机制的对比发现本文设计的节能机制在基本没有影响设备消息投递的情况下实现了更好的能量节约。

关键词：移动容迟网络节能机制接触间隔时间幂律分布帕累托分布

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基于社团的移动容迟网络源路由算法

中国海洋大学学报（自然科学版） 2014年第3期44卷 108-117页

作者：胡桐郭忠文 Bernd-Ludwig Wenning Carmelita Gorg 中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 Nimbus Centre for Embedded Systems Research Cork Institute of TechnologyCorkIreland Communications Networks TZIUniversity of BremenBremenGermany

针对移动容迟网络中的数据共享服务,提出基于社团的源路由算法(Social-based Source Routing,SSR)。将移动容迟网络中的数据共享过程分为摘要消息广播、兴趣消息回传与内容数据转发。利用分布式社团检测算法区别各节点的多社团结构,通... 详细信息

针对移动容迟网络中的数据共享服务,提出基于社团的源路由算法(Social-based Source Routing,SSR)。将移动容迟网络中的数据共享过程分为摘要消息广播、兴趣消息回传与内容数据转发。利用分布式社团检测算法区别各节点的多社团结构,通过摘要消息广播构建节点间的社团路径(Community Path),并将共享数据沿社团路径进行基于单消息副本的转发。仿真结果表明算法在一定条件下能够达到与多副本转发算法类似的消息传输成功率,同时显著降低消息传输代价。

关键词：移动容迟网络社团检测数据共享源路南中图法

面向移动容迟网络内容分发的节点缓存技术研究

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面向移动容迟网络内容分发的节点缓存技术研究

作者：折俊利内蒙古大学

学位级别：硕士

伴随着"互联网+"行动的推进,互联网技术又一次被推向热潮。然而,世界各国都不同程度地存在通信欠发达地区,有效地缩小城乡"数字鸿沟"是亟待解决的问题之一。这一现象为移动容迟网络的发展提供了充足的空间,"存储—携带—转发"的通信方... 详细信息

伴随着"互联网+"行动的推进,互联网技术又一次被推向热潮。然而,世界各国都不同程度地存在通信欠发达地区,有效地缩小城乡"数字鸿沟"是亟待解决的问题之一。这一现象为移动容迟网络的发展提供了充足的空间,"存储—携带—转发"的通信方式无需基础设施的支持,能够有效地弥补运营商网络覆盖率的不足。与此同时,通信设备不断向移动性、便携性发展,对存储能力的要求也逐渐增加。缓存空间不足会导致丢包率上升,从而影响整个网络的通信质量和性能。但是,缓存空间始终有限,如何高效地管理有限的缓存空间成为研究的重点。目前许多缓存策略已取得一定的成效,但是,用户兴趣这一因素并未引起研究者的广泛关注。在现实生活中,人们总是倾向于保存自己喜欢的图片、音乐、电影等,而不愿花费存储资源去存储一些与自己无关的内容。从这些现象可以看出,用户兴趣是缓存策略设计中不可忽视的因素之一。基于对移动容迟网络、内容中心网络以及二者结合的缓存技术的研究,并考虑到上述的情况,本文所提出的节点缓存技术IBCS(Interest Based Caching Strategy),将用户兴趣作为决定缓存与否的主要度量标准。此外,结合内容的需求度这一概念,通过内容名称匹配进行兴趣度判断,对于网络中的任意节点,根据自身兴趣来决定是否缓存某一内容项,而且将节点划分为活跃度高的节点和活跃度低的节点,当节点缓存区满且有新内容到达时,不同类型的节点再采用恰当的方案进行缓存替换。最后,在ONE仿真平台上实现该缓存技术,通过在真实数据集和全仿真数据集下进行实验分析与对比,发现在相同网络环境下,本文提出的缓存策略IBCS在网络性能各方面表现较优。

关键词：移动容迟网络内容中心网络缓存技术用户兴趣