分层机会网络中数据分发机制关键技术研究

发布时间：2017-08-14 15:05

  本文关键词：分层机会网络中数据分发机制关键技术研究

  更多相关文章： 机会网络 数据分发 移动模型 分层架构 副本控制 流量预测

【摘要】：机会网络作为一种在非全连通网络环境下实现源节点与目的节点间通信的无线自组织网络。随着机会网络的应用场景越来越广泛,对网络架构和数据分发机制策略和移动模型提出了新的要求。本论文以设计机会网络的新型架构和数据分发机制为研究内容,以提高转发成功率,降低网络时延,降低网络能量消耗等为目标,以最优化理论、马尔科夫链模型、博弈论等为手段,深入开展对分层机会网络中的数据分发机制的研究。本论文主要受到国家自然科学基金《基于分布式存储的分层机会网络架构及关键技术的研究》和其他国家项目的支持,深入研究分层机会网络架构下的数据分发机制,探索新场景下的解决方案,取得了以下的研究成果：(1)针对当前移动模型无法突出节点移动的行为特性的问题,提出了一种分时段的机会网络移动模型,根据不同的时间段,划分了不同的子移动模型,分析节点停留时间以及节点目的变换频率等参数,并与实际测试的数据相比较,证明了该分时段的移动模型能够更加有效贴合真实场景中的节点行为特性。针对机会网络的可扩展性问题,提出了基于分层机会网络架构的自适应的簇头选择机制,为其他章节的研究提供了架构基础。仿真结果表明所提的方案比传统的簇头选择方案减少了能量消耗和延长了网络生存时间。(2)基于两种异构性网络模型,展示了节点间相遇间隔时间不再完全服从指数分布,并且比较了直接转发路由协议和三跳转发路由协议在个体异构性网络模型、空间异构性网络模型和同构性网络模型下的消息转发时延的性能。证明了两种异构性网络模型之间存在着转发性能上差异。基于对节点移动性的研究,利用离散的马尔科夫链过程提出了传输概率矩阵,将社会架构与个体节点紧密联系,设计了基于下一跳节点选择的全网信息的数据分发策略,提升了消息转发成功率和降低了转发延时和网络开销。结合社区检测、系统模型及节点移动轨迹,综合考虑最大消息副本数目,通过社区检测算法发现社区,设计了一种机会网络下的基于转发和复制算法的数据分发机制,在满足转发开销限制的条件下提高了消息转发成功率和降低了消息转发时延。(3)针对于Epidemic机会网络,为了延长网络的生存时间,提出了Epidemic路由模型解决方案,Epidemic路由缺陷的解决方案和基于受限Epidemic的机会网络副本控制算法,推导出关于能量和时延的博弈函数曲线并且展示了博弈函数曲线如何应用到受限的Epidemic的机会网络副本控制机制。基于剩余能量信息和限制副本数目方案,提出了一种新型受限的Epidemic的机会网络副本数目控制能量均衡方案,仿真结果表明,该方案延长了网络生存时间。(4)为了降低基础设施数据流量负载提出了一种新颖的基于基础设施的机会网络数据分发方案。其基本思想是激励高延迟容忍能力和高流量分流能力的用户参与基础设施的流量分流,并将流量转移到机会网络中。为了描述用户延迟容忍的动态特性,设计了基于反向拍卖的激励机制。此外,为了预测通过机会网络进行分流的流量,设计了一种流量分流预测机制。仿真结果表明,该机制验证了通过机会网络实现流量分流的有效性,并为未来基于基础设施的机会网络流量分流提供了一种有效的新方法。综上所述,本论文针对于分层机会网络中的数据分发机制展开了深入的研究。
【关键词】：机会网络 数据分发 移动模型 分层架构 副本控制 流量预测
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 符号说明12-13
• 第一章 绪论13-32
• 1.1 背景综述13-21
• 1.1.1 路由协议13-17
• 1.1.2 移动模型17-21
• 1.2 机会网络21-23
• 1.2.1 网络特点21-22
• 1.2.2 网络应用22-23
• 1.3 主要工作及创新点23-27
• 1.3.1 课题研究思路23-24
• 1.3.2 论文创新点24-26
• 1.3.3 项目依托26-27
• 1.4 本文的组织结构27-28
• 1.5 本章参考文献28-32
• 第二章 分层机会网络架构研究32-58
• 2.1 移动模型及分簇算法研究现状33-35
• 2.2 分时段的机会网络移动模型35-46
• 2.2.1 网络场景模型36-37
• 2.2.2 基于马尔科夫链的节点移动模型37-40
• 2.2.3 仿真及结果分析40-46
• 2.3 簇头选举算法46-54
• 2.3.1 网络分层场景46-47
• 2.3.2 能量模型47-48
• 2.3.3 分簇算法的设计48-49
• 2.3.4 参数的讨论49-51
• 2.3.5 仿真及结果分析51-54
• 2.4 本章小结54-55
• 2.5 本章参考文献55-58
• 第三章 基于社会机会网络数据分发机制58-94
• 3.1 机会网络数据分发及研究现状59-60
• 3.2 异构性对机会网络数据分发的影响60-70
• 3.2.1 异构性网络模型下的节点相遇间隔时间60-61
• 3.2.2 直接转发路由协议的时延性能61-64
• 3.2.3 三跳转发路由协议的时延性能64-67
• 3.2.4 仿真及结果分析67-70
• 3.3 基于社会属性的机会网络数据分发机制设计70-79
• 3.3.1 异构性网络模型70-72
• 3.3.2 马尔科夫链模型72-73
• 3.3.3 基于全网信息的数据分发机制73-76
• 3.3.4 仿真及结果分析76-79
• 3.4 基于社区检测的机会网络数据分发机制设计79-90
• 3.4.1 系统模型79-80
• 3.4.2 基于社区检测的数据分发策略80-85
• 3.4.3 仿真结果分析85-90
• 3.5 本章小结90
• 3.6 本章参考文献90-94
• 第四章 基于受限Epidemic的机会网络数据分发机制94-111
• 4.1 常用Epidemic的数据分发策略研究现状94-96
• 4.1.1 贪婪复制策略94
• 4.1.2 控制消息策略94-95
• 4.1.3 基于效用值的复制策略95-96
• 4.2 Epidemic路由协议分析模型96-98
• 4.2.1 相遇次数的统计96
• 4.2.2 传统的Epidemic路由模型96-97
• 4.2.3 Epidemic路由模型解决方案97-98
• 4.3 基于受限Epidemic的机会网络副本控制算法98-101
• 4.3.1 限制参与转发的节点数目方案(LNS)98-99
• 4.3.2 限制转发时间方案(LTS)99-100
• 4.3.3 限制副本数目方案(LCS)100-101
• 4.4 仿真101-107
• 4.4.1 副本数目和转发时延102-103
• 4.4.2 博弈函数曲线分析103-104
• 4.4.3 网络生存时间104-107
• 4.5 能量均衡方案107-108
• 4.6 本章小结108-109
• 4.7 本章参考文献109-111
• 第五章 基于基础设施的机会网络数据分发机制111-123
• 5.1 分流流量研究现状111-112
• 5.2 流量回赠系统模型112-113
• 5.3 流量回赠算法研究113-115
• 5.3.1 出价113
• 5.3.2 拍卖算法113-115
• 5.4 流量分流预测机制设计115-118
• 5.5 仿真及结果分析118-121
• 5.5.1 仿真场景及参数设置118
• 5.5.2 结果分析118-121
• 5.6 本章小结121
• 5.7 本章参考文献121-123
• 第六章 总结与展望123-126
• 6.1 总结123-124
• 6.2 不足与展望124-125
• 6.3 攻读学位期间主要工作125-126
• 附录一 缩略语126-128
• 附录二 图表列表128-130
• 致谢130-131
• 攻读博士学位期间的学术成果131-133

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐毅敏;;数据分发中心模型设计及其应用[J];宝钢技术;2007年05期

2 汪剑;;数据分发服务及其应用[J];通信与信息技术;2012年02期

3 马卫东,李幼平,周明天;数据分发特性与服务质量综述[J];计算机工程与应用;2004年23期

4 卢传富;蔡志明;夏学知;;数据分发服务体系结构的研究[J];计算机与数字工程;2008年05期

5 李策;金建中;杨博;;陆军作战战术数据分发研究[J];指挥控制与仿真;2010年02期

6 张琦;;远程教育数据分发的软件实现[J];价值工程;2010年21期

7 马行空;王意洁;郑重;;一种邻居状态感知的快速数据分发方法[J];计算机研究与发展;2011年S1期

8 周盼;张振宇;;机会网络数据分发技术研究[J];计算机光盘软件与应用;2014年02期

9 杨传顺;钱幸存;;实时数据分发系统软件的设计与实现[J];微型机与应用;2011年06期

10 刘跃军;苏静;;一种数据分发系统的设计与实现[J];安阳工学院学报;2008年06期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 张胜;许庆华;任建华;;数据分发服务研究[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年

2 汪剑;;数据分发服务及其应用[A];四川省通信学会Ip应用与增值电信技术会议论文集[C];2011年

3 马行空;王意洁;郑重;;一种邻居状态感知的快速数据分发方法[A];2010年第16届全国信息存储技术大会（IST2010）论文集[C];2010年

4 周云;;数据分发网络的构建与管理[A];第十九届中国（天津）'2005IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2005年

5 汪兆洋;金蓓弘;张扶桑;张利锋;禚伟;;车载自组织网络中的数据分发机制研究[A];第八届和谐人机环境联合学术会议（HHME2012)论文集PCC[C];2012年

6 卢传富;钱兴华;蔡志明;沈迎春;;分布式实时系统中数据分发服务研究与设计[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2006学术年会论文集（上册）[C];2006年

7 孙伟东;王意洁;李小勇;;基于超节点网络的多源并行数据分发研究[A];第15届全国信息存储技术学术会议论文集[C];2008年

8 罗玉华;左军;崔玉林;;一种改进的基于网格的数据分发管理策略研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年

9 谢阳杰;吴家铸;;数据分发服务DDS的研究[A];全国第19届计算机技术与应用（CACIS）学术会议论文集（上册）[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;方案二：世纪互联21SPEED CDN(BGP+CDN)系统[N];中国计算机报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 程刚;分层机会网络中数据分发机制关键技术研究[D];北京邮电大学;2015年

2 谢波;城市车载网数据分发关键技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

3 陈剑鸿;复杂网络上的数据分发模型及技术研究[D];华南理工大学;2013年

4 郑重;面向动态网络环境的高鲁棒性数据分发技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

5 叶晖;机会网络数据分发关键技术研究[D];中南大学;2010年

6 焦亚洲;具有间歇连接性的无线网络数据分发机制研究[D];天津大学;2011年

7 王智博;面向数据分发的蜂窝直通通信技术研究[D];北京邮电大学;2014年

8 李桂森;车载自组织网络数据分发技术研究[D];浙江工业大学;2012年

9 吴吉庆;面向Internet的时序数据快速分发技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨星华;基于DDS的云协作平台的研究与实现[D];陕西师范大学;2015年

2 王文明;面向CPS的数据分发服务研究[D];东北大学;2013年

3 刘虎;基于博弈论的机会网络数据分发机制研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 孔令全;高速数据分发系统的设计与实现[D];电子科技大学;2006年

5 初国新;车用自组织网的可靠数据分发策略研究[D];济南大学;2010年

6 杨超;车辆网络中的数据分发算法的研究[D];西安电子科技大学;2005年

7 杨树春;城市环境下车辆自组织网络的数据分发方法[D];北京邮电大学;2013年

8 刘伎昭;城市环境车载自组织网络数据分发策略研究[D];河南工业大学;2012年

9 柯希炜;面向信息集成应用的数据分发技术研究与实现[D];暨南大学;2011年

10 乔晋龙;机会网络高效数据分发机制研究[D];中北大学;2014年

，

本文编号：673257