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任务导向的机会网络中的人类移动模型的研究

任务导向的机会网络中的人类移动模型的研究

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作者：王月湖南科技大学

学位级别：硕士

任务导向的机会网络(Mission-Oriented Opportunistic Networks,MOONs)是一种特殊的机会网络,以完成某个特定任务为应用背景,并通过节点移动产生的相遇机会进行数据传输,以动态、协作的方式达到完成任务的目标。在MOONs中,携带移动无线... 详细信息

任务导向的机会网络(Mission-Oriented Opportunistic Networks,MOONs)是一种特殊的机会网络,以完成某个特定任务为应用背景,并通过节点移动产生的相遇机会进行数据传输,以动态、协作的方式达到完成任务的目标。在MOONs中,携带移动无线通信设备的人类充当了节点,节点的移动被看作是人类的移动,而且人类的移动是受任务所驱动的。另外,以完成任务为导向的人类移动经常会引起网络拓扑结构的改变,也会直接影响到数据路由协议和网络的性能。因此,研究任务导向的人类移动模型是MOONs的基础研究,并为MOONs应用的其他研究奠定了基础。在机会网络中,从最简单的随机游走移动模型到现在涉及人类行为的、复杂的人类移动模型已经发表了很多。然而,大多数移动模型都是随机的、或者基于某些数学性质建模的,很少考虑到人类的参与及其移动行为特征,所以仿真产生的节点移动轨迹并不能够很好地反映人类真实移动行为特征,导致数据在真实性方面有很大不足。因此,本文针对MOONs提出了一种新的任务导向的人类移动模型(Mission-oriented Human Mobility Model,MOHMM)。本文主要从以下三个方面展开研究:(1)基于人类移动行为的基本特征、MOONs中特有的任务导向特征以及网络中人类节点之间的关系,构建一个新的多维移动性度量指标空间(Multi-Dimensional Mobility Metric Space,MDMMS),并划分为个体属性、两两相遇属性和群体属性。其中,个体属性描述了人类移动节点在时空上表现的独立行为特性,两两相遇属性描述了两个人类移动节点相遇时能反映双方完成任务的目标状况的多个统计特性,群体性属性描述了人类群体性相似行为特性。(2)基于已构建的MDMMS,提出一个任务导向的人类移动模型。首先,对节点的多种不同类型的参数进行动态设置,MOONs中人类节点的属性主要包括MOONs中特有的任务属性和通用的节点属性;然后,设计一个合理的节点轨迹发生器,分为移动性数据发生器、事件数据发生器和统计数据发生器,用于处理节点不同的属性值,并根据任务导向产生模拟数据,使模拟数据产生的节点移动轨迹更加符合人类真实运动情况。(3)以灾后救援环境作为应用场景,并采用OMNe T++仿真平台以它为实验场景进行仿真实验。选择随机路点移动模型作为对比模型,主要进行两种仿真实验对比,一个是对节点移动轨迹的对比,另一个是节点在不同位置上的平均分布。经过多次不同实验的对比分析,结果表明MOHMM能更多地覆盖人类移动行为的特征,而且该模型产生的模拟轨迹更接近人类真实的移动轨迹,在数据真实性方面有明显的补足。

关键词：机会网络移动模型人类移动特征移动性度量指标节点轨迹发生器

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