MANET移动模型分析与仿真实验

根据随机性、时间相关、空间相关、地理受限等特性对于MANET移动模型进行了分类研究，结合3种实际应用，包括战场环境、事件场景、参观展览，比较移动模型与之相应的特点和适用范围，研究了移动模型混合使用的可行性。利用ANSIM工具对其中常用的几种移动性模型进行仿真试验，比较了RW、RD、GM模型对节点平均邻居数、平均跳数、节点间连通性的影响，并进行了校园区内障碍物模型下节点移动的场景模拟。     

基于Bezier曲线的移动模型研究

现有的移动模型大多采用简单的、随机的直线运动来描述物体的移动模式,难以描述现实场景下规避障碍物的曲线移动模式.为解决现有移动模型存在的这些问题,提出一种基于Bezier曲线的移动模型.首先从理论上对该模型的应用进行了详细分析,其次提出了曲线场景下的节点概率分布的分析模型和算法,最后从多个场景进行了仿真验证和比较分析.研究结果表明,与典型的Random Waypoint模型相比,该模型不但可描述移动自组网在有障碍物约束的普遍现实应用场景,而且在同样的场景下具有更优的节点概率分布,使移动自组网表现出良好的动态特性,因此可为移动自组网的仿真研究提供现实的应用场景.     

基于圆周运动的自组网移动模型研究

自组网仿真研究大多基于特定的移动模型,而移动模型中节点空间概率分布是研究和评价自组网性能的理论基础.然而,现有的自组网移动模型存在诸多缺陷(如不现实的移动场景、节点的非均匀分布等).在分析和比较现有移动模型的基础上,提出一种基于圆周运动的移动模型,推导出移动节点的二维概率密度函数公式.理论分析和仿真实验表明,该模型能够克服现有移动模型的这些缺陷,为仿真和评估自组网的性能提供了精确的理论模型.     

机会网络典型路由算法性能分析

通过对真实城市场景中行人移动行为的仿真,定量分析First Contact、Direct Delivery、Epidemic、Spray and Wait、Prophet和MaxProp6种机会网络典型路由算法在不同场景下的性能。在仿真过程中,以不同节点密度、不同节点移动模型和不同节点缓存大小设置多种场景,从传输能力、传输效率、网络资源开销和节点能耗4个方面对路由算法进行分析和比较。实验结果表明,节点移动模型、节点密度等因素会对路由算法产生显著影响,各路由算法在不同的场景下性能差距较大,每种算法都有其适用的特定场景。     

兴趣社区引导的机会社会网络节点移动模型

在机会网络节点移动模型的研究中,不同的移动模型对网络协议的性能具有不同影响,因此选择合适的移动模型至关重要。针对一些社会服务性活动中人类表现出的社会性移动特征,提出一种适合于相关场景的基于兴趣的节点移动模型。上述模型根据社会网络中的节点中心性对社区里的节点进行划分;同时使用人类动力学知识描述节点信息,使节点兴趣具有时变性。仿真结果表明,上述模型比随机路点移动模型和社区移动模型更接近实际数据集的统计结果。     

无线Ad Hoc网络的行进组移动模型研究

提出了一种新的组移动模型--行进组移动模型,该模型描述了共同向前运动的一个移动组以及组内每一个移动节点的随机运动.该模型可以很好地描述一个团体的行进过程以及类似的场景.对于扇形行进组移动模型,通过计算一个移动节点相对于另一个移动节点的随机移动矢量的大小和方向的分布,然后计算两节点仍在彼此通信范围内的随机移动矢量的最大值,最后导出了两节点间的链路有效性,即经过一段时间后链路依然存在的概率.仿真结果表明实际统计的链路有效性与理论计算值之间有较好的一致性.     

话题驱动移动模型

Ad Hoc网络中人群的移动具有趋同性和弱耦合的聚散特性,现有的移动模型对此存在一些研究,然而缺乏对群组变化行为的描述。文中提出话题驱动模型（Topic Driven Mobility Model,TDMM）,使用人与话题的关系模型描述人的行为状态,对节点形成群组的驱动因素进行了研究,更好地刻画了Ad Hoc网络中群组的行为变化特征。通过对部分模型参数进行选取模拟了松散协作的应用场景,仿真结果表明,模型能够体现符合人群的社会性特征,同时能有效地描述节点聚散的运动过程。     

基于游牧团体移动模型的网络性能研究

针对节点之间相互独立的网络移动模型不能反映真实应用场景下移动自组网特性的问题,使用在军事领域和车载网中更具可适用性的游牧团体移动模型。在构造了相应的系统模型后,提出一种群组间多副本中继算法,得出该中继模式下基于游牧团体移动模型的网络容量、时延的上限和下限,并依此求得相应的折中率。对节点运动的仿真验证了该模型具备很好的移动特性;绘制出的有关参数的函数曲线证明了在这种移动模型下可以获得更好的网络性能。     

校园机会网络移动模型研究

节点的移动模型对机会网络的研究有着重要的影响。本文在分析校园环境下学生移动节点的活动特性,提出一种目的驱动和状态转换移动模型。构建节点移动的目的空间和目的位置空间,利用正态分布模拟节点在目的位置的停留时间。仿真结果表明,本模型更接近真实数据。     

可量化的移动Ad Hoc 网络时空动态特性评估方法

移动模型是Ad Hoc网络区别于其他形式网络的重要标志,对其产生的动态网络特性(简称动态特性)进行评估,是研究Ad Hoc网络的协议仿真和网络相关技术(如拓扑控制和网络性能测量等)的基础性问题.在已有研究的基础上,改进了网络的模型化描述,克服了以往模型无法很好地描述相关联的时空动态特性的缺陷,并在此基础上,提出了移动模型通用的可量化时空动态特性评估方法.通过构建节点空间位置分布,建立网络拓扑时空动态特性的分析模型,深入研究了几种移动模型的动态性.提出一种圆周曲线移动模型,弥补了以往移动模型难以描述现实的曲线移动场景.仿真实验结果表明,该方法能够有效地对现有移动模型的动态性进行评估.实验结果表明,圆周曲线移动模型与以往移动模型相比,具有良好的时空动态特性.     

MANET中节点的运动模型和性能分析

移动自组网的节点运动模型描述了节点的运动情况，采用合适的运动模型对于分析各种协议性能具有重要的意义。该文结合移动自组网络中路由协议的相关属性，提出了邻居节点比率、链路生存时间和平均链路保持时间3种评价指标，并通过大量的模拟实验分析和比较了随机行走运动模型、随机停留运动模型、高斯－马尔可夫运动模型和无边界运动模型4种运动模型，这对于考虑不同运动模型下路由协议的设计十分重要。     

Impact of mobility on the performance of relaying in ad hoc networks – Extended version

We consider a mobile ad hoc network consisting of three types of nodes: source, destination, and relay nodes. All the nodes are moving over a bounded region with possibly different mobility patterns. We introduce and study the notion of relay throughput, i.e. the maximum rate at which a node can relay data from the source to the destination. Our findings include the results that (a) the relay throughput depends on the node mobility pattern only via its (stationary) node position distribution, and (b) that a node mobility pattern that results in a uniform steady-state distribution for all nodes achieves the lowest relay throughput. Random waypoint and random direction mobility models in both one and in two dimensions are studied and approximate simple expressions for the relay throughput are provided. Finally, the behavior of the relay buffer occupancy is examined for the random walk and random direction mobility models. For both models, the explicit form of the mean buffer is provided in the heavy-traffic case.     

Automatic mobility status estimation in wireless self-organised networks

Wireless sensor networks and ubiquitous computing are rapidly increasing in popularity and diversity. For many applications of these systems the mobility status of devices forms part of the operating context on which self-organisation is based.This paper describes a novel technique by which wireless devices such as sensor nodes can deduce their own mobility status, based on analysis of patterns in their local neighbourhood. The Self-Detection of Mobility Status algorithm (SDMS) uses a reinforcement learning inspired mechanism to combine the indications from five mobility metrics. For many systems in which a neighbour table is maintained through regular status messages or other interaction, the technique incurs no additional communication overhead. The technique does not require that nodes have additional information such as absolute or relative locations, or neighbourhood node density.The work considers systems with heterogeneous time-variant mobility models, in which a subset of nodes follows a random walk mobility model, another subset follows a random waypoint mobility model (i.e. has intermittent movement), some nodes have group mobility and there is a static subset.We simulate these heterogeneous mobility systems and evaluate the performance of SDMS against a number of metrics and in a wide variety of system configurations.     

Performance of ad hoc networks with two-hop relay routing and limited packet lifetime (extended version)

We consider a mobile ad hoc network consisting of three types of nodes (source, destination and relay nodes) and using the two-hop relay routing. This type of routing takes advantage of the mobility and the storage capacity of the nodes, called the relay nodes, in order to route packets between a source and a destination. Packets at relay nodes are assumed to have a limited lifetime in the network. Nodes are moving inside a bounded region according to some random mobility model. Closed-form expressions and asymptotic results when the number of nodes is large are provided for the packet delivery delay and for the energy needed to transmit a packet from the source to its destination. We also introduce and evaluate a variant of the two-hop relay protocol that limits the number of generated copies in the network. Our model is validated through simulations for two mobility models (random waypoint and random direction mobility models), and the performance of the two-hop routing and of the epidemic routing protocols are compared.     

自组网Random Direction移动模型点空间概率分布的研究

在无线自组网的研究中，研究移动模型点的空间概率分布是研究自组网协议的仿真评价和分析移动自组网许多相关特性(例如网络连通性、最小生成树、平均路径长度、网络容量等)的重要的基础问题．针对自组网经常使用的Random Direction移动模型运动节点的空间分布进行了研究，给出了一维及二维情况下运动节点空间概率分布的精确公式．研究结果为基于Random Direction移动模型的证明、仿真与应用提供了严格的理论依据．     

The message delay in mobile ad hoc networks

A stochastic model is introduced that accurately models the message delay in mobile ad hoc networks where nodes relay messages and the networks are sparsely populated. The model has only two input parameters: the number of nodes and the parameter of an exponential distribution which describes the time until two random mobiles come within communication range of one another. Closed-form expressions are obtained for the Laplace–Stieltjes transform of the message delay, defined as the time needed to transfer a message between a source and a destination. From this we derive both a closed-form expression and an asymptotic approximation (as a function of the number of nodes) of the expected message delay. As an additional result, the probability distribution function is obtained for the number of copies of the message at the time the message is delivered. These calculations are carried out for two protocols: the two-hop multicopy and the unrestricted multicopy protocols. It is shown that despite its simplicity, the model accurately predicts the message delay for both relay strategies for a number of mobility models (the random waypoint, random direction and the random walker mobility models).     

多状态实体随机移动模型建模与仿真

移动模型是移动Ad Hoc网络协议设计和性能评估的基础。根据实体随机移动模型建模的要求,提出一种能够较好地反映现实节点运动规律、参数独立可控性强、适用性广的多状态实体随机移动模型,通过调整模型的若干参数可以产生多种现有常用的移动模型,具有一定的灵活性和通用性,给移动Ad Hoc网络模拟仿真场景的产生带来极大的方便。     

具有多出入口区域的节点移动和分布研究

在Ad Hoc网络的仿真研究中,节点移动模型的选择会严重影响到网络的拓扑结构和通信协议的性能.然而,现有移动模型大多是为理想环境设计的,不能适用于真实环境.在理想移动模型RWP(Random Waypoint)的基础上,提出了具有多出入口区域的RWP节点移动模型(RWP with entrances,RWPWE).在该模型中,区域出入口是节点进出区域的必经之地,节点在区域内的移动符合RWP节点移动模型,通过引入域内停留概率来完成节点在区域内外移动的转移,并从节点移动速度、移动时间、移动路程和空间分布概率等几个方面研究了区域出入口的影响.理论分析和实验仿真的结果表明,由于出入口的存在,与RWP模型相比节点的移动更加复杂,节点的空间分布也显著不同,这些差别将会影响到网络的拓扑性能和对网络协议的评价.