面向路由指标的机会路由算法仿真研究

论文摘要

Internet中的网络主要依赖于有线网络,是目前世界上最大,应用最广的计算机网络。随着微电子技术的兴起以及军事应用等其他领域应用的需要,一类新的网络形式开始出现,这类网络中节点移动性高,资源相对有限,节点密度稀疏。这类网络集合了Ad hoc和DTN网络的特点,称之为“机会网络”。机会网络可以看作是一种移动自组织网络,同时具有延迟容忍网络的特征。在这种网络中,节点无法获得整个网络的先验知识,路由都是动态的建立。在这种网络环境下,如何以更低的代价来更好的对消息进行转发是一种巨大的挑战。大多数的机会路由着眼于增加找到源节点与目的节点之间的路径的可能性,但是对某些网络指标的影响往往是不确定的。某些情况下,需要对特定的路由指标进行优化,比如消息的平均传输延迟和传输成功率等。本文主要设计了一种机会网络路由ORONM(Opportunistic Routing Oriented to Network Metrics)。ORONM协议通过为消息分配资源来优化特定的路由指标,例如转发成功率、平均传输延迟和开销比等。论文详细描述了协议中对效用值的计算方法,并用统计学的方法证明了协议的可行性。统计学证明独立随机移动的节点间相遇的时间间隔服从指数分布,本文介绍了节点间延迟的估计方法。通过仿真平台QualNet对协议进行了仿真,并与传统的机会路由Epidemic和Spray and Wait协议进行了比较。结果证明ORONM能在节点资源相同的情况下取得更好的性能。此外,本文的研究也可为其他机会路由的研究提供参考和借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 无线自组织网络与DTN网络
• 1.3 机会网络的概念
• 1.4 机会网络的应用
• 1.4.1 手持设备组网
• 1.4.2 野生动物监测
• 1.4.3 车载网络
• 1.4.4 偏远地区网络传输
• 1.5 国内外研究现状
• 1.6 论文的主要相关工作
• 1.7 论文结构
• 第二章 机会网络路由
• 2.1 机会网络路由概述
• 2.2 机会路由的分类
• 2.2.1 基于复制的转发
• 2.2.2 基于编码的转发
• 2.2.3 基于链路状态估计的转发
• 2.2.4 基于相遇预测的转发
• 2.2.5 基于上下文信息的转发
• 2.2.6 冗余效用混合转发
• 2.2.7 基于节点主动运动的转发
• 2.3 几种路由协议的比较
• 第三章 ORONM路由协议的设计
• 3.1 相关协议的研究
• 3.2 路由指标
• 3.3 路由算法
• 3.3.1 系统模型
• 3.3.2 数据传输
• 3.3.3 队列管理
• 3.3.4 可用性证明
• 3.3.5 计算效用值
• 3.3.6 延迟估计
• 第四章 协议仿真与分析
• 4.1 仿真平台QualNet
• 4.1.1 QualNet平台简介
• 4.1.2 实验系统运行环境
• 4.1.3 移动节点的模拟
• 4.1.4 协议栈的模拟
• 4.1.5 节点的分布和移动
• 4.1.6 应用的模拟
• 4.1.7 消息的发送
• 4.1.8 消息的接收
• 4.2 仿真参数设计
• 4.3 协议性能分析
• 4.3.1 报文传输比
• 4.3.2 开销比
• 4.3.3 平均延迟
• 4.4 ORONM副本数的分析
• 4.4.1 报文传输比
• 4.4.2 开销比
• 4.4.3 平均延迟
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢