MSN下族内可信蚁群机会路由改进算法
发布时间：2021-01-01 13:36
为解决移动社会网络（MSN）中节点惰性自私行为对消息传输的影响,结合MSN的簇聚社会网络特征,提出一种族内可信蚁群机会路由改进算法（Trust-ACO）。在传统蚁群算法基础上,通过计算节点间的综合信任值构造消息发送节点可信邻居节点集,避免惰性自私节点参与消息转发;引用节点间社会亲密度体现节点间的社会关系强度,形成依靠高传输意愿中继节点的优化启发函数,对蚂蚁信息素的更新进行改进。仿真结果表明,该算法在有效提高了网络传输可靠性,提升了消息转发性能,避免了自私节点的惰性传输行为。
【文章来源】：计算机工程与设计. 2020年07期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
算法流程
如图2所示，仿真显示Trust-ACO算法随着可信阈值增加其传输成功率的变化情况。随着可信阈值的增加，传输成功率先增加后减少。在低可信阈值时，存在自私行为的中继节点被判定为可信节点加入到消息传输过程中，该节点因社会自私性存在的丢包行为影响了网络中消息的传输成功率；在高可信阈值时，网络中可信的中继节点数量减少，消息无法有效转发到目标节点，导致传输成功率下降。从实验仿真图可以看到可信阈值在区间[0.5,0.7]时，有较好的传输成功率，因此可信阈值取0.6时，网络性能最佳。如图3所示，仿真显示4种路由算法随着消息生存周期的增加其性能指标的变化情况。随着消息生存周期的增加，Epidemic和PROPHET算法传输率随时间缓慢提升，因为这两种算法采用了无限副本转发策略，消息生存周期的增加会让网络存在大量的消息，导致节点缓存中没有及时转发的消息被删除从而降低了传输率。而Trust-ACO算法由于考虑了综合信任值和社会亲密度在传输成功率方面有一定程度的提升，在消息生存时间达到120min后其传输成功率达到60%且继续增加。ACO算法随着消息生存周期的增加消息转发成功率最低。在消息传输时延方面Trust-ACO算法相对于其它算法比较小。
如图5所示，设置不同的消息发送间隔时间，显示4种路由算法性能的变化情况。在网络中节点产生消息越多，节点间消息交互越频繁，则节点间社会关系越亲密，即消息产生间隔时间越短，节点社会亲密度越高。随着消息产生间隔时间的增加，Epidemic和PROPHET算法的传输成功率和消息传输时延没有明显的变化。由于Trust-ACO算法考虑到节点间的社会亲密度，表现出一定程度上的性能优势，在消息产生间隔时间为5min时，由于节点间频繁的消息传输，其节点间社会亲密度变高，消息的传输成功率为85%，且随着间隔时间增加，消息传输成功率呈下降趋势。ACO算法由于没有考虑社会属性，消息传输率保持60%左右。在消息传输时延方面，Trust-ACO算法在消息产生间隔时间低于20min时优于其它算法。图4 不同自私节点数量时算法性能对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]机会网络中自私行为影响的分析与调节[J]. 马学彬,郑田玉,李明珠. 电子学报. 2019(04)
[2]电力网络输电线路信息流转效率控制仿真研究[J]. 陈佩峰. 计算机仿真. 2019(04)
[3]移动社会网络中基于多维上下文匹配的数据转发算法[J]. 徐方,邓敏,熊曾刚,叶从欢,徐宁. 计算机科学. 2019(02)
[4]基于能量平衡与拥塞控制的蚁群优化路由协议[J]. 濮阳莉,周建明. 微电子学与计算机. 2018(07)
[5]蚁群算法的基本原理及应用综述[J]. 肖艳秋,焦建强,乔东平,杜江恒,周坤. 轻工科技. 2018(03)
[6]基于改进蚁群算法的WSN路由协议的研究[J]. 李昊,戴天虹,高丽娜. 控制工程. 2017(11)
[7]机会网络中节点自私行为的研究综述[J]. 吕俊领,宋晖,何志立,潘达儒. 计算机工程与应用. 2017(18)
[8]WMNs中基于节点可信度的机会路由改进算法[J]. 印新棋,吴军,莫伟伟,白光伟. 计算机科学. 2017(08)
[9]移动社会网络中基于社区的最优能效路由策略研究[J]. 彭颖,王淖,王高才. 通信学报. 2017(05)
[10]自私性机会网络中的节点激励策略研究[J]. 李向丽,宣茂义. 计算机科学. 2017(04)
本文编号：2951388
【文章来源】：计算机工程与设计. 2020年07期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
算法流程
如图2所示，仿真显示Trust-ACO算法随着可信阈值增加其传输成功率的变化情况。随着可信阈值的增加，传输成功率先增加后减少。在低可信阈值时，存在自私行为的中继节点被判定为可信节点加入到消息传输过程中，该节点因社会自私性存在的丢包行为影响了网络中消息的传输成功率；在高可信阈值时，网络中可信的中继节点数量减少，消息无法有效转发到目标节点，导致传输成功率下降。从实验仿真图可以看到可信阈值在区间[0.5,0.7]时，有较好的传输成功率，因此可信阈值取0.6时，网络性能最佳。如图3所示，仿真显示4种路由算法随着消息生存周期的增加其性能指标的变化情况。随着消息生存周期的增加，Epidemic和PROPHET算法传输率随时间缓慢提升，因为这两种算法采用了无限副本转发策略，消息生存周期的增加会让网络存在大量的消息，导致节点缓存中没有及时转发的消息被删除从而降低了传输率。而Trust-ACO算法由于考虑了综合信任值和社会亲密度在传输成功率方面有一定程度的提升，在消息生存时间达到120min后其传输成功率达到60%且继续增加。ACO算法随着消息生存周期的增加消息转发成功率最低。在消息传输时延方面Trust-ACO算法相对于其它算法比较小。
如图5所示，设置不同的消息发送间隔时间，显示4种路由算法性能的变化情况。在网络中节点产生消息越多，节点间消息交互越频繁，则节点间社会关系越亲密，即消息产生间隔时间越短，节点社会亲密度越高。随着消息产生间隔时间的增加，Epidemic和PROPHET算法的传输成功率和消息传输时延没有明显的变化。由于Trust-ACO算法考虑到节点间的社会亲密度，表现出一定程度上的性能优势，在消息产生间隔时间为5min时，由于节点间频繁的消息传输，其节点间社会亲密度变高，消息的传输成功率为85%，且随着间隔时间增加，消息传输成功率呈下降趋势。ACO算法由于没有考虑社会属性，消息传输率保持60%左右。在消息传输时延方面，Trust-ACO算法在消息产生间隔时间低于20min时优于其它算法。图4 不同自私节点数量时算法性能对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]机会网络中自私行为影响的分析与调节[J]. 马学彬,郑田玉,李明珠. 电子学报. 2019(04)
[2]电力网络输电线路信息流转效率控制仿真研究[J]. 陈佩峰. 计算机仿真. 2019(04)
[3]移动社会网络中基于多维上下文匹配的数据转发算法[J]. 徐方,邓敏,熊曾刚,叶从欢,徐宁. 计算机科学. 2019(02)
[4]基于能量平衡与拥塞控制的蚁群优化路由协议[J]. 濮阳莉,周建明. 微电子学与计算机. 2018(07)
[5]蚁群算法的基本原理及应用综述[J]. 肖艳秋,焦建强,乔东平,杜江恒,周坤. 轻工科技. 2018(03)
[6]基于改进蚁群算法的WSN路由协议的研究[J]. 李昊,戴天虹,高丽娜. 控制工程. 2017(11)
[7]机会网络中节点自私行为的研究综述[J]. 吕俊领,宋晖,何志立,潘达儒. 计算机工程与应用. 2017(18)
[8]WMNs中基于节点可信度的机会路由改进算法[J]. 印新棋,吴军,莫伟伟,白光伟. 计算机科学. 2017(08)
[9]移动社会网络中基于社区的最优能效路由策略研究[J]. 彭颖,王淖,王高才. 通信学报. 2017(05)
[10]自私性机会网络中的节点激励策略研究[J]. 李向丽,宣茂义. 计算机科学. 2017(04)
本文编号：2951388
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