基于高空平台的DTN网络拥塞控制算法研究

发布时间：2020-03-22 04:13

【摘要】：基于高空平台的临近空间通信与地面蜂窝通信网络相比,具有覆盖范围大、灵活部署、易于维护等特性;与卫星通信网络相比,具有成本低、时延小、路径衰减小等优点。但高空平台网络节点的稀疏性以及移动性会导致很难形成稳定的拓扑网络,节点之间不能保证具有稳定的通信链路,使用传统的TCP/IP协议不能够满足需求,利用容忍延时网络(Disruption/Delay Tolerant Network,DTN)实现高空平台通信是目前的一种解决手段。该文结合国家自然科学基金重大研究计划—培育项目“临近空间动态网络的传输容量及优化方法”的需求,研究DTN网络中的路由协议和拥塞控制策略中的问题,提出适用于高空平台通信的多拷贝路由机制进行报文转发以及合理高效的拥塞控制策略。该文主要工作如下:(1)提出基于拥塞和报文数改进的Prophet路由协议PMNC(improved Prophet based on Message Number and Congestion),在Prophet协议判定报文转发方式不足的基础上,根据节点相遇概率结合报文副本占比数、报文的剩余生存时间对节点报文转发进行限制,通过增强报文散发目的性的方式达到提高递送成功率、降低网络开销的目的。(2)提出多参数联合拥塞控制策略MPCC(Multiparameter Congestion Control),在考虑报文副本占比数、剩余生存时间等报文特性的基础上结合节点间相遇概率定义报文权值,将报文权值作为丢包的依据,减少冗余报文占用节点缓存空间的概率,降低拥塞发生的可能性。(3)通过THE ONE模拟器对PMNC路由协议及MPCC拥塞控制策略进行仿真实验,并根据网络开销、递送成功率等网络性能指标作为对比依据与其它路由协议和拥塞控制策略的仿真结果进行对比分析,证明所提出的路由协议和拥塞控制策略的可行性。
【图文】：

展该领域的研究进行了深入的探讨[10]，2013 年，自然基金委发布了关于 网络基础理论与关键技术重大研究计划项目指南 的重大专项课题。国家计划 先进轨道交通 专项 2016 年指南安排了 空天车地信息一体化轨道与控制关键技术 重点任务研究项目，其主要研究内容包括研制搭载专用续驻空的平流层飞艇系统，解决常态运行时的轨旁环境监测、列车状态监监视和通信中继等问题。如图 1.1 所示，临近空间网络指的是以高空平台作为通信载体、构成的互信息获取与分发的网络，与地面蜂窝通信网络相比，具有覆盖范围大、、易于维护等特性；与卫星通信网络相比，具有成本低、时延小、路径优点[11]。同时，临近空间网络配置机动灵活、抗干扰性强，使用几个高能覆盖较大区域，且具有较长持续时间的工作能力。通过在临近空间部台与地面、卫星组网构成的自组织网络，，不仅可以作为灾害发生时的应段，同时在区域气象监测、交通监控与指挥等实际应用中都能够发挥显。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

【参考文献】

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本文编号：2594461