基于预期的机会社会网络路由机制

发布时间：2017-03-31 07:19

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【摘要】：机会网络是一种延迟容忍、自组织网络。网络中源节点产生并携带消息副本,与其他节点相遇并进入彼此通信范围实现消息投递,使消息从源节点顺利到达到目的节点。随着移动终端设备的快速普及,通过携带的移动设备实现人之间的消息传输越来越普遍。不同于组成机会网络的普通移动节点,人的移动具有一定的社会性目的,由人组成的机会网络的研究逐渐演变为专门的子研究方向——机会社会网络。由于机会社会网络不需要固定的网络基础设施,具有极强的灵活性,在校园通信、车载网络、手持交换网络等方面具有极其广泛深远的应用前景。在分析现实机会社会网络场景中社会节点移动特征的基础上,利用节点对预期移动目的地的相似性设计消息路由机制。本文主要提出两种基于预期的机会社会网络路由机制:1)考虑到校园社会节点的移动具有目标及重复性特征,结合预测方法提出基于预期移动行为的机会社会网络路由机制。对节点可能趋往的校园兴趣域进行归纳,基于人类动力学知识建立节点访问校园兴趣域的时间长度预测模型,对预期时间使用归一化方法处理,利用时间比值计算访问兴趣域预期度,用向量描述预期移动行为。利用最优节点选择方法,将消息投递到与目的节点预期移动行为相似的中继节点,直至目的节点。仿真结果表明,该路由机制在节点密度大、缓存受限条件的校园机会网络中可以提高路由性能,降低网络开销。2)多地域特征造成节点移动行为的 不确定性‖,很难准确预测节点当前时间窗口所处兴趣域,提出基于兴趣预期的校园机会网络路由机制。基于节点过往时间窗口访问校园兴趣域行为历史记录,利用Beta分布、贝叶斯估计方法并结合人类动力学的兴趣因子模型预测节点访问各个兴趣域的移动行为发生概率值并以向量形式列出,描述节点 确定性‖移动行为。计算节点对的匹配度值,完成消息从源节点到目的节点的投递过程。对算法进行了仿真分析,该路由机制相对基于预期移动行为的机会社会网络在传输成功率方面具有一定优势。仿真实验表明,由于预期方法的差异,在相同的校园场景中上述两种路由机制分别在不同的路由性能评价指标上体现出了各自的优势,仍需要不断对路由机制进行改进,设计综合评价指标都较好的校园机会网络路由机制。
【关键词】：机会社会网络 人类动力学 贝叶斯 兴趣 移动模型 路由机制
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.09
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 课题背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 主要研究内容14-16
• 2 机会网络相关研究工作16-27
• 2.1 机会网络路由机制17-22
• 2.1.1 基于复制的消息路由机制17-19
• 2.1.2 基于编码的消息路由机制19
• 2.1.3 基于效用值的消息路由机制19-20
• 2.1.4 基于社区属性的消息路由机制20-21
• 2.1.5 基于节点属性效用值路由机制21-22
• 2.2 机会网络节点移动模型22-26
• 2.2.1 独立同分步移动模型23
• 2.2.2 群移动社区模型23-24
• 2.2.3 基于交叉学科描述的节点移动模型24-25
• 2.2.4 基于历史数据统计及预测建立的节点移动模型25-26
• 2.3 路由机制性能评价指标26-27
• 2.3.1 传输成功率26
• 2.3.2 网络传输延迟26
• 2.3.3 路由开销26
• 2.3.4 平均缓存时间26-27
• 3 社会节点移动规律的可预期特征研究27-35
• 3.1 社会网络节点移动规律背景27
• 3.2 社会节点移动规律的可预期特征27-28
• 3.3 基于数据统计的预期节点移动方法28-35
• 3.3.1 基于马尔科夫预期移动方法28-29
• 3.3.2 基于具有服务时间的队列理论预期移动方法29-30
• 3.3.3 基于指数分布预期移动方法30
• 3.3.4 基于幂律预期移动方法30-31
• 3.3.5 基于混合Beta分布的贝叶斯方法预期移动方法31-32
• 3.3.6 基于高斯—马尔科夫预期移动方法32-33
• 3.3.7 基于均匀分布预期移动方法33
• 3.3.8 基于蒙特卡罗预期移动方法33-35
• 4 基于预期移动行为的机会社会网络路由机制35-51
• 4.1 提出背景35-36
• 4.2 相关定义36
• 4.2.1 符号描述36
• 4.2.2 网络模型36
• 4.3 节点移动模型36-42
• 4.3.1 校园机会网络兴趣域划分37-39
• 4.3.2 节点访问兴趣域时间长度模型39-40
• 4.3.3 预期移动行为度量值40-41
• 4.3.4 预期移动行为向量初始化及更新41-42
• 4.4 基于预期移动行为的机会社会网络路由机制42-44
• 4.4.1 基本思想42
• 4.4.2 最优节点选择算法42-44
• 4.4.3 消息副本分发及控制44
• 4.5 仿真分析44-50
• 4.5.1 仿真工具介绍44-45
• 4.5.2 仿真环境设置45-46
• 4.5.3 仿真结果及分析46-50
• 4.6 本章小结50-51
• 5 基于兴趣预期的校园机会网络路由机制51-61
• 5.1 提出背景51-52
• 5.2 节点移动模型52-55
• 5.2.1 基于兴趣的节点移动行为建模52
• 5.2.2 兴趣域划分通用方法52-53
• 5.2.3 基于贝叶斯方法的节点访问兴趣域概率预测53-54
• 5.2.4 移动行为兴趣向量初始化及更新54-55
• 5.3 基于兴趣预期的校园机会网络路由机制55-57
• 5.3.1 基本思想55
• 5.3.2 具体算法55-57
• 5.4 仿真实验57-60
• 5.4.1 仿真环境设置57-58
• 5.4.2 仿真结果与分析58-60
• 5.5 本章小结60-61
• 6 总结和展望61-63
• 6.1 本文总结61-62
• 6.2 未来展望62-63
• 参考文献63-69
• 攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果69-71
• 致谢71-72

【参考文献】

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本文编号：279152