基于内容中心网络的移动通信架构研究

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1、基于内容中心网络的移动通信架构研究AStudyonMobileCommunicationArchitectureBasedonContent-CentricNetworking学科专业：信息与通信工程作者姓名：陈昱彤指导教师：刘开华教授天津大学微电子学院二零一七年十一月摘要随着移动数据业务应用范围的日益扩大，内容化和个性化已成为当前互联网发展的主旋律。然而当前基于TCP/IP的互联网体系架构逐渐在移动性、安全性以及可部署性等方面暴露出不足，极大地阻碍了内容的获取与分发，亟需寻找一种“革命性”的解决方案来构建新一代的网络体系架构。

2、内容中心网络以内容为核心，将数据的位置与个体解耦，采用基于名称数据的路由和转发方式，有效地解决了IP地址空间耗尽等一系列问题。与IP网络相比，内容中心网络的创新型网络架构更适合未来互联网的发展。移动互联网和物联网是未来互联网的重要组成部分，特别在高速移动的使用场景下内容中心网络能够保证其通信性能的大幅提升。本文分别将第五代移动通信系统（5G）、车联网与内容中心网络结合起来以构建新型的移动通信架构，并对其通信性能进行测试。首先，针对5G的愿景与需求，详细分析其在移动通信性能方面的期望，提出在传统移动通信网络架构的基础上，在网络层部

3、署内容中心网络的内容块协议，构建基于内容中心网络的5G移动通信架构。并在内容中心网络的通信仿真平台ndnSIM2.0中对该移动通信架构的性能进行仿真实验，实验表明该移动通信架构网络层用户体验速率均值为127080kbps、端到端传输延时远小于1ms、传输干扰时间为400~470ms，均能较好地满足5G未来的发展需求；此外，鉴于当前基于IP地址的“瘦腰”部分无法很好地适应车联网面向内容本身的转变趋势，提出在传统车联网架构的基础上利用内容中心网络的内容块协议来代替IP协议，构建基于内容中心网络的车联网移动通信架构。通过在ndnSIM

4、2.0中对上述移动通信架构网络层的性能进行仿真实验，可得出该架构网络层因数据请求者快速移动而产生的传输干扰时间约为390ms，端到端时延也低于WAVE协议要求的0.200ms。综上，基于内容中心网络的新型移动通信架构在移动性、传输延迟等方面具有较大的优势。加之内容中心网络具备较好的兼容性，更加适合未来互联网的发展。关键词：内容中心网络，移动性，第五代移动通信系统，车联网IABSTRACTWiththeextensiverangeofuseinmobiledataservices,themainthemeofInternetmay

5、graduallyfocusoncontentandpersonalization.However,thecurrentInternetarchitecturewhichbasedonTCP/IPexposesmanyproblemsinsafetyandmobilitybydegrees,anditwillgreatlyimpedethecontentacquisitionanddistribution.Forbuildingthenovelnetworkarchitecture,it’surgenttofind“revolu

6、tionary”solutions.Content-CentricNetworkingtakescontentascentral,decouplesthelocationanddate,itsroutingandforwardingmethodarebasedonnameddata,soitcansolveissuessuchasaddressspaceexhaustion.ComparedwiththeIPnetwork,characteristicsofContent-CentricNetworkingaremoresuit

7、ableforthenextgenerationInternet.MobileInternetandInternetofthingsaretwomajortrendsforthefuturedevelopmentofInternet.Content-CentricNetworkingcangreatlyimprovethecommunicationperformanceofthefutureInternet,especiallywhenusersareinthestateofhigh-speed.Wecombinedthefif

8、thgenerationmobilecommunicationsystem(5G)andtheInternetofvehicleswithContent-CentricNetworkingrespectively,andtestedtheirmobilecomm