基于地理位置信息的机会网络路由算法研究

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机会网络是一种特殊的自组织网络,它和传统的无线多跳网络不同,对网络的连通性没有要求,能够在链路处于断裂或者间歇性连接的状态下提供端到端的通信服务,适用于比较恶劣的网络环境或者应对突发事件的场合,如野生动物监测、偏远地区Internet接入、星际互联等。由于机会网络具有广泛的应用前景,因此目前得到人们较多的关注,被视为是实现“无处不在的网络”的关键技术之一,具有重要的研究和应用价值。   在本文中,我们首先对机会网络的特点、面临的挑战及应用情况作了介绍,对基于地理位置信息的路由算法所具有的特点进行了描述;然后根据路由策略的不同对现有的基于地理位置信息的路由算法进行了分类,并对其中几种具有代表性的算法进行了介绍,对它们各自的特点进行了分析和比较。   接着,我们针对现有基于地理位置信息的路由算法DREAM在机会网络中应用时,不适应路径断裂和周期性地发布位置信息开销偏大的问题,提出一种在机会网络环境下基于自适应位置更新的路由算法—RAPU。该算法使节点在发送数据时选取更靠近目的节点的多个邻居作为下一跳,若满足条件的邻居不存在时则携带数据直到遇到合适的邻居或目的节点,提高了数据传输成功率,并且设计了一种按需发布地理位置信息的新预测机制,以减少控制开销。理论分析和仿真结果表明,本文所提算法与DREAM算法及它的改进算法BFDREAM相比,在控制开销、数据传送成功率、分组端到端时延等方面的性能均有所提高。   接下来,我们对另一种代表性的基于地理位置信息的机会网络单副本路由算法DIG时延偏大的原因进行了分析,在解决该问题的过程中提出了一种基于定向数据传输的地理路由算法—GRDDT。该算法优化了数据转发机制,确保了携带数据分组的节点向着目的节点运动;同时采用预测机制对邻居表中节点的位置进行预测,并利用这些节点进行数据转发;在节点相遇后,调整位置信息和数据分组的发送次序,通过这些机制降低了数据分组的传输时延。仿真结果表明GRDDT算法在时延、成功率等方面的性能要优于DIG算法。   最后,我们对本文进行了总结,并给出了基于地理位置信息的机会网络路由算法未来研究的方向。
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