节点关系感知的机会网络协作缓存机制研究

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1、分类号TN929.5密级公开UDC621.39学位论文编号D-10167-308-(2016)-04044重庆邮电大学硕士学位论文中文题目节点关系感知的机会网络协作缓存机制研究英文题目ResearchonNodeRelationAwareCooperativeCachingMechanisminOpportunisticNetworks学号S130403002姓名杨慧娉学位类别工学硕士学科专业电工理论与新技术指导教师应俊副教授完成日期2016年04月11日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要不同于传统的单跳和多跳

2、无线网络，机会网络能够在无线链路断开和网络分裂的情况下，以“存储-携带-转发”的路由模式逐跳传输信息来实现节点间通信。受限于网络的部署成本，机会网络中节点的缓存资源通常都较为有限，而在机会网络的路由模式下，为提高消息的投递率，节点通常为消息产生多个副本，消息冗余副本的存储严重影响了节点的缓存利用率。因此，设计合理的节点缓存管理机制对改善机会网络的性能有至关重要的作用。在机会网络中由于节点通信距离受限且连接频繁断开，消息的投递过程通常需要多个节点进行协作。因此，准确感知节点间的协作关系，并设计合理的缓存管理机制

3、对提高节点的缓存利用率，进而改善网络性能具有非常重要的作用。首先，本文总结了机会网络的研究背景、网络体系结构、应用场景及关键技术等，然后一一介绍了现有机会网络缓存管理机制的基本原理及其优缺点，并提出了机会网络缓存管理机制的设计目标。其次，本文在利用消息扩散程度动态估计消息重要程度的基础上，提出一种节点状态感知的分布式协作缓存机制。基于社会网络理论，通过感知节点的活跃度及相对粘度，评估节点间的相遇概率，并以协作的方式将节点缓存内的消息替换为与目的节点具有较高相遇概率的消息；同时根据相遇概率和相遇持续时间确定节点

4、的协作节点集合，将节点缓存内的消息转移至协作节点。仿真结果表明，所提出的协作缓存机制能够充分利用节点的缓存，并大幅提升网络性能。再次，本文以节点协作意愿为出发点，提出一种带有协作意愿感知的协作缓存机制。该机制综合考虑节点的缓存能力及节点服务关系来感知节点协作意愿的差异，进而设计高效的协作缓存管理机制，以提高缓存效率。仿真结果表明，与现有的缓存管理机制相比，所提出的协作缓存机制能够有效降低网络负载和消息平均时延，同时也能提高消息成功投递概率。最后，总结了本文工作，并提出了前景展望。关键词：机会网络，节点关系，协

5、作状态，非协作状态，协作意愿I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractDifferentfromtraditionalsingle-hopandmulti-hopwirelessnetworks,OpportunisticNetworkscanachievethehop-by-hop“storing-carrying-forwarding”datacommunicationbetweennodesinscenariosofinterruptedwirelesslinksandpartition

6、ednetworks.Duetothenetworkdeploymentcostrequirements,thebufferresourcesofnodesinOpportunisticNetworksaregenerallyrestrained.Toenhancethedatadeliveryrate,nodesgeneratemultiplecopiesforagivenmessageandthestoringofredundantcopiescanseverelyaffectthenodebufferu

7、tilization.Therefore,designingareasonablebuffermanagementmechanismiscrucialfortheperformanceimprovementofOpportunisticNetworks.Duetothelimitedcommunicationrangeandfrequentlydisconnectedlinksbetweennodes,themessagedeliveryprocessiscollaborativelyachievedbymu

8、ltiplenodes.Therefore,topreciselyperceivethecollaborativerelationshipbetweennodesandaccordinglyenhancethebufferutilization,amorereasonablebuffermanagementmechanismshouldbecarefullydesigned.Firstly,this