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。     

机会网络的RSSI-PROPHET路由算法研究

针对机会型网络提出一种改进的机会网络路由算法RSSI-PROPHET。该算法结合节点接触频率和接收信号强度指示值RSS(IReceived Signal Strength Indication)信息进行设计,并加入一种消息到达通告机制来抑制已达消息副本的扩散。算法不需额外设备支持,不依赖于既存的网络拓扑。仿真结果表明,该算法明显减小了设备缓存空间的消耗,提高了系统效率。     

浅谈机会网络路由算法

随着传感技术、嵌入式技术、无线通信技术、高性能计算等相关领域的迅猛发展,以物联网为代表的新一代的智能互联网络应运而生。出现了一种新的基于机会转发的路由技术,使用该技术的网络,称为机会网络。本文主要介绍了机会网络的概念和理论基础,并分析比较了当前机会网络的一些较为重要的路由算法。     

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。     

移动机会网络路由问题研究进展

移动机会网络基于节点接触形成的通信机会逐跳转发数据,是满足物联网透彻感知与泛在互联的一种重要技术手段.机会路由作为实现间歇式连通环境下节点通信的基本方法,具有十分重要的研究意义,引起了研究人员的广泛关注.首先介绍了移动机会网络的概念、体系结构、典型应用以及所面临的一些挑战;然后详细阐述了机会路由算法的评价指标、设计需求与转发机制,并介绍了研究进展;最后,对机会路由未来的研究趋势进行了分析与展望.     

机会网络

大量具备短距离通信能力的智能设备的出现推动了无线自组网应用的迅速发展.但在许多实际应用环境中,节点移动、网络稀疏或信号衰减等各种原因通常导致形成的网络大部分时间不连通.传统的移动自组织网络传输模式要求通信源和目标节点之间存在至少一条完整的路径,因而无法在这类环境中运行.机会网络利用节点移动形成的通信机会逐跳传输消息,以"存储-携带-转发"的路由模式实现节点间通信,这种完全不同于传统网络通信模式的新兴组网方式引起了研究界极大的兴趣.首先介绍机会网络的概念和理论基础,并给出了当前机会网络的一些典型应用,然后详细阐述了机会网络研究的热点问题,包括机会转发机制、移动模型和基于机会通信的数据分发和检索等,并简要叙述了机会网络的通信中间件、协作和安全机制以及机会网络新的应用等其他研究问题,最后进行总结并展望了机会网络未来一段时间内的研究重点.     

基于社交关系的移动机会网络路由算法

在基于节点社交信息移动机会网络路由算法的设计中,存在不能有效平衡数据的传输成功率与平均传输时延的问题。为此,提出一种基于社交关系的路由算法。利用改进的桥接中心度重新评价节点的异质中心性,通过引入社区内的转发判别因子加快社区内消息的转发,结合带有老化机制的Simple社区识别算法选择转发节点。仿真结果表明,与经典算法Bubble Rap及其改进算法BiBubble、BridgingCom相比,该算法能够有效提高消息投递成功率并减小消息平均传输时延。     

移动机会网络组播路由的研究进展

在移动机会网络中,节点进行机会式的连接通信,该方式被广泛应用于移动社交网络、车载智能网络、移动自组网络等场景中。移动机会网络群组通信在抢险救灾、社区消息分发及智能交通等领域具有极高的应用价值,组播路由技术是其关键技术之一。将移动机会网络组播路由分为传统组播路由和智能组播路由两类,重点介绍了智能组播路由的研究现状,并采用通用的性能指标对各组播路由策略进行了比较分析。分析结论为:智能组播路由由于考虑了移动机会网络的社会特性、节点缓存、能量及安全等特性,因此具有较好的综合性能。最后展望了组播路由在大数据缓存管理、群组安全策略、车载自组网及动态感知方面的研究前景。     

基于接触信息的自适应机会网络路由算法

考虑到实际网络环境的不断变化以及机会网络节点总是在密集与稀疏场景间随机切换的特点,提出一种能够借助节点接触信息进行网络环境判断的自适应路由算法——CIAONR(Contact Information-based Adaptive Opportunity Network Routing)。CIAONR在节点分布式采集接触信息的过程中,利用节点接触延迟与生存期的关系判断节点所处网络环境。然后依据CIAONR约束条件指导转发路径的选择,最终按照对应交互流程完成消息交付。理论分析和仿真结果表明,CIAONR算法在不同网络环境下均保持较高投递率,网络开销和延迟也控制在一定范围内,具有普适效果。     

Wait and Spray:一种改进的机会网络路由算法

灾难场景是机会网络重要的应用场景之一,在灾难场景下能量成为稀缺资源,高效转发数据包的同时尽可能减少节点能量消耗成为路由算法追求的目标之一,为此提出了Waitand Spray路由算法,该算法将数据包的转发过程分为Wait和Spray两个阶段,在不同阶段采用不同的路由策略。该算法具有W、K、M参数,恰当的参数设置可控制Spray阶段的泛洪程度,大幅提高算法性能。仿真结果表明,该算法可在获得高传输成功率的同时,大幅降低路由开销,是一种适合在能量稀缺场景下应用的路由算法。     

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。     

一种基于车载机会网络的自适应数据分发算法

车载网络通过移动车辆的无线通信装置实现数据共享,是未来智能交通系统中的重要技术。传统的车载网络数据分发大多基于泛洪的传染扩散方法,其虽能适应网络的拓扑动态性,却无法达到高效和实用的目的。提出了一种适用于车载机会网络的自适应拷贝数据分发算法ACS(Adaptive Copy and Spreading),它通过车辆移动参数(如方向、速度)动态计算所需分发数据的拷贝数并确定消息删除策略。仿真结果表明,ACS算法相比随机选择分发算法和传染扩散算法降低了对网络资源的需求,适用于多种应用场景。     

一种基于可变半衰期的机会网络社团兴趣值更新策略

为了掌握节点移动的历史信息,提出了MDIR (Mass-group Detected by Interest-value )算法。该算法引入了社团的概念,将节点的移动规律与其它节点的关系进行关联。理论上,在社会网络中节点的移动可以归结为在不同社团中移动的过程。因此在该算法中,消息更倾向于向包含目标节点的社团转发。此外,考虑到社会关系的动态性,算法还引入兴趣值概念来更新网络拓扑中的社团结构。实验测试数据表明,在不同的节点密集度和网络资源有限的情况下,相较于Epidemic、BDCR以及SREP算法,MDIR算法可通过计算效用值进行路由转发来产生较低的转发能耗以及稳定的送达率。     

基于机会网络的社会性活动组织研究

具有短距离通信功能的设备(特别是智能手机)的广泛普及为机会网络的应用带来了可能。提出了社会活动组织(SAF,Social Activity Formation)的应用。为实现机会网络下的社会活动组织信息的传播,需要代理用户的支持。现有代理算法中一般假设代理愿意帮助信息发起者进行传播,而没有考虑人的主观因素。从个体意愿度角度出发,认为用户不一定愿意接受代理任务,从而会带来“丢包”问题。鉴于此,提出了基于“社会关系”和“活跃度”的代理选择算法STBS(Social Tie based Broker Selection Algorithm)。采用MIT提供的智能手机数据集RealityMining做了实验,结果表明,STBS具有较好的性能,能较好地提供社会活动组织服务。     

基于探测的多信道无线网状网机会路由算法

多信道无线网状网的性能在很大程度上依赖于信道分配和路由选择.现有的多信道无线网状网路由大多没有考虑信道之间的干扰问题,从而导致通信性能下降.针对这一问题,提出一种基于探测的多信道无线网状网机会路由(POR)算法.首先,根据干扰能量,选出最佳通信信道集来降低信道间的传榆干扰.在此基础上,采用探测方式计算路径期望传输时延,确定候选链路集并运用机会路由机制进行数据传输以最小化端到端的传输时延.实验结果表明,POR可以显著地降低平均端到端时延,提高数据包投递率,为数据传输提供实时性和可靠性保证.     

AD hoc网络中的机会分组调度算法

无线多跳Ad hoc网络中节点在业务发送过程中需要竞争共享信道,容易发生局部拥塞导致网络性能下降,而且节点内部采用的先入先出(FIFO)队列容易使队头阻塞,影响队列中后续分组的发送。本文提出了一种机会分组调度算法CBOS,发送节点采用多播RTS的方式同时指向多个接收节点,可以支持可变长分组,提高了Ad hoc网络的空间重用率,接收节点根据拥塞程度按照一定概率返回CTS,有利于节点网络的拥塞控制。仿真结果表明,该算法提高了网络端到端的饱和吞吐量和信道利用率,并提高了业务流之间的公平性。     

一种基于部分网络编码的无线网络机会路由算法

结合机会路由和网络编码两项新技术各自的优势,提出了一种新的基于部分网络编码的机会路由算法(Opportunistic Routing Algorithm for Wireless Network Based on Partial Network Coding,ORAPNC)。为了避免数据包分叉传输,同时利于执行转发节点间协调机制,ORAPNC首先以期望传输次数作为路由度量建立一条固定路由,并将候选转发节点集中在这条固定路径附近;为了充分减小网络中的冗余数据包,ORAPNC采用一种新的转发节点间协调机制(Forwarding Nodes Coordination Mechanism,FNCM)来实现每跳的数据包传输。仿真结果表明,与其他相关路由协议相比较,ORAPNC可以有效提高网络吞吐量,减小目的节点解出原始数据包的平均时延。     

一种能量捕获无线传感网络机会路由算法

在无线传感网络中,采用能量捕获技术理论上可以无限延长节点的使用寿命。基于该技术,提出了一种新的机会路由算法——能量潜能机会路由(Energy Potential Opportunistic Routing,EPOR)算法。该算法首先用到目的节点的期望传输次数衡量各节点到目的节点的距离,然后用节点的剩余能量与节点所捕获的能量之和表示节点的能量潜能,最后用期望传输次数和节点能量潜能决定节点的退避时间,退避时间最短的节点即为转发节点。理论分析和仿真实验表明,该算法不但可以延长网络生命期,而且可以明显改善网络中节点能量的均衡性。     

一种基于区域朋友关系的机会路由算法

基于社会的机会网络中,节点趋向于和自己关系亲密的节点进行接触,因此可以通过评价节点之间的亲密程度来帮助预测节点之间的接触概率。由于节点亲密性的时间相关性和区域相关性,利用节点的历史接触信息构造节点亲密程度的评价模型时,考虑节点接触区域和节点接触时间对亲密程度的影响,从而得到节点在相应区域的亲密节点——区域朋友(Regional Friends,RF)。最后结合节点当前位置和区域朋友关系提出一种基于区域朋友关系的机会路由算法(Opportunistic Routing algorithm based on Regional Friendship,ORRF)。实验数据表明,在节点分布密度以及数据可容忍时延变化的网络环境下,该算法得到较高的数据送达率和较低的转发能耗。     

移动模型对Ad hoc网络路由协议能耗的影响

Ad hoc网络节点能量受限的路由协议的研究是目前的一个热点,IETF的MANET小组提出的几种经典的路由协议,属于最短路由,即最小跳数路由,没有考虑能量因素。由于Ad hoc网络中的节点是由电池供电,整个网络是一个能量受限系统,如何节省节点的能量,尽可能延长网络的可操控时间成为衡量路由协议性能的重要指标。目前针对这几种路由协议基于节点能量约束的评估很少。基于移动模型,该文以能量消耗程度为指标,对Ad hoc 4种典型的路由协议在不同的运动场景下进行了比较系统的仿真研究,得出了一些有益的结论,为进一步研究基于能耗的Ad hoc网络路由协议提供一些参考。