时滞容忍网络特性建模和应用研究.pdf
《时滞容忍网络特性建模和应用研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《时滞容忍网络特性建模和应用研究.pdf(68页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、浙江大学硕士学位论文摘要 摘要 近些年来随着无线网络技术的成熟和智能便携节点的普及,时滞容忍网络的 研究和应用迅速发展起来。这类网络不受网络结构的限制,充分利用移动设备的 带宽、计算、存储等资源,通过各种连接途径为用户提供数据传输、数据分发、 信息查询等网络服务。由于时滞容忍网络组网方便,不需要额外的基站设备,因 此具有广泛的应用前景,对未来普适计算的实现具有深远的影响。 时滞容忍网络在实际应用中存在网络拓扑动态变化、传输带宽受限、移动终 端受限等一系列问题。尽管之前的研究者在这些方面已经做了大量的研究,但是 大部分模型只适用于特定的场景,算法的传输性能和稳定性能也有待提高。针对 上述问题,本
2、文借鉴传统网络的研究方法,对时滞容忍网络进行了全面的分析和 研究主要有如下贡献: 基于真实环境中收集到的数据,从实验的角度分析了节点之间接触情况和时 滞容忍网络中社区与地理位置的关系,提出了地理社区的概念,并重点研究了体 现网络连通特性的节点接触间隔时间分布和节点在社区的滞留时间分布,为之后 的建模打下基础。 将节点在社区之间的移动看作马尔科夫过程,使用单步转移概率和滞留时间 概率构建节点移动静态模型,通过模型得到反映节点和社区接触的静态分布概率 和社区中心度,解决时滞容忍网络中的数据分发问题。使用时间相关单步转移概 率和条件滞留时间概率构建节点移动动态模型,通过模型得到反映节点移动轨迹 的瞬
3、时分布概率,解决时滞容忍网络中的信患查询问题。 通过历史记录数据来预测自身和邻居节点在未来不同时刻的相遇概率,并引 入了节点效用值,在此基础上设计了时滞容忍网络的自适应异步休眠机制。该机 制有效地提高了节点能量的利用率,并能够兼容现有的数据传输算法。 关键词:时滞容忍网络节点移动模型数据分发信息查询休眠机制 l ! 燮兰硕士学位论文 摘要 A b s t r a c t R e c e n t l y w i t ht h em a t u r a t i o no fw i r e l e s sn e t w o r kt e c h n o l o g ya n d t h ep o p
4、 u l a r i t y o f锄a r tp o r t a b l en o d e s , r e s e a r c h e sa n da p p l i c a t i o n o nD e l a yT o l e r a n t N e t w o r k s ( D T N s ) a r ed e v e l o p i n gr a p i d l y N o tl i m i t e db y t h en e t w o r ks t r u c t u r e ,D T N s m a k e 如1 lU S eo fp o r t a b l ed e v i
5、 c e s b a n d w i d t h ,c o m p u t i n g ,s t o r a g ea n d o t h e rr e s o u r c e s , a n dp r o v i d eU S e l 怎w i t hd a t at r a n s m i s s i o n ,d a t ad i s s e m i n a t i o n ,i n f o r m a t i o nq u e r ya n d o t h c rn e t w o r ks c r v i c e sv i aav a r i e t yo fc o n n e c
6、t i n gw a y s ? S i n c eD T N sn e e d n o a d d i t i o n a lb 蹴s t a t i o nd e v i c e st of o r mt h en e t w o r k ,t h e yh a v ew i d ea p p l i c a t i o n p r o s p e c t sa n df a r - r e a c h i n gi m p a c t s o nt h er e a l i z a t i o no ff u t u r ep e r v a s w ec o m p u t i n g
7、 T h e r ee x i s tal o to fp r o b l e m si nt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no fD e l a yT o l e r a n t N e t w o r k s ,f o re x a m p l e :d y n a m i cc h a n g i n go ft h en e t w o r kt o p o l o g y , t h el i m i t a t i o no f t h et r a n s m i s s i o nb a n d w i d t h ,t h
8、el i m i t a t i o no ft h ep o r t a b l e t e r m i n a l sa n dS Oo n A l t h o u g hp r e v i o u sr e s e a r c h e r sh a v ed o n ea l o ti nt h e s ea r e a s ,m o s tm o d e l sa r eo n I Y s u i t a b l ef o rs p e c i f i cs c e n a r i o s ,a n dt h et r a n s m i s s i o na n ds t a b i
9、 l i t y p e r f o r m a n c eo f a I g o r i t h m sn e e dt ob ei m p r o v e d T oa d d r e s st h ea b o v ei s s u e s ,t h i sp a p e r c o n d u c t sa c o m p r e h e n s i v ea n a l y s i sa n d r e s e a r c hi nD T N so nt h eb a s i so fd r a w i n go nt h er e s e a r c h m e t h o d s
10、i nt h et r a d i t i o n a ln e t w o r k T h em a i nc o n t r i b u t i o n sa r ea sf o l l o w s : B a S e do nd a t at r a c e sc o l l e c t e df r o mt h er e a le n v i r o n m e n t , w ee x p e r i m e n t a l l y i n v e s t i g a t et h ep a i r - w i s ec o n t a c ti n f o r m a t i o
11、 na n dt h ec o r r e l a t i o no fc o m m u n i t ya n d g e o g r a p h y i n f o r m a t i o n T h e n ,w ep r o p o s e t h ec o n c e p to fg e o g r a p h Y a w a r e c o m m u n i t y ( G e o c o m m u n i t y ) a n da n a l y z et h ed i s t r i b u t i o n o ft h ei n t e r - c o n t a c t
12、t i m e a n dt h eu s e rs o j o u r nt i m e d i s t r i b u t i o no v e rg e o - c o m m u n i t i e s ,b o t ho fw h i c h c h a r a c t e r i z et h en e t w o r kc o n n e c t i v i t yf e a t u r e s T h i sw o r kl a y s af o u n d a t i o nf o r m o d e l i n g B yc o n s i d e r i n gt h e
13、u s e rm o b i l i t ya m o n gd i f f e r e n tc o m m u n i t i e sa saM a r k o v r e n e w a lp r o c e s s ,w eu s et h es i n g l e s t e p t r a n s i t i o np r o b a b i l i t ya n ds o j o u r nt i m e D r o b a b i l i t yt o b u i l dn o d e s s t a t i cm o b i l i t ym o d e l ,a n dg
14、e tt h es t a t i c d i s t r i b u t i o n p r o b a b i l i t ya n dg e o c e n t r a l i t yw h i c h r e f l e c tt h ec o n t a c tb e t w e e nn o d e sa n d c o m m u n i t y , s 0 私t os o l v et h ed a t ad i s s e m i n a t i o np r o b l e mi nD T N s F u r t h e r m o r e ,w eu t h e t e
15、m p o r a lc o r r e l a t i o ns i n g l e s t e pt r a n s i t i o np r o b a b i l i t ya n dc o n d i t i o n a lS O j O U r n t i m e p r o b a b i l i t yt o b u i l dn o d e s d y n a m i cm o b i l i t ym o d e l ,o b t a i n i n gt h ei n s t 蛐t 明e o u s V r 浙江大学硕士学位论文A b S t 怕c t d i s t r
16、 i b u t i o np r o b a b i l i t yw h i c hr e f l e c t st h em o v e m e n tl o c u so f n o d e s ,S Oa st oS O l v et h e i n f o r m a t i o nq u e r yp r o b l e mi nD T N s U s i n gt h ep a s tr e c o r d e di n f o r m a t i o nt Op r e d i c tt h ef u t u r ec o n t a c ti n f o r m a t i
17、 o n w i t ho t h e rn e i g h b o r sa n d i n t r o d u c i n g t h ev a l u eo fn o d eu t i l i t y , a n a d a p t i v e a s y n c h r o n o u ss l e e ps c h e d u l i n gm e c h a n i s mi sp r o p o s e df o rD T N s T h ep r o p o s es l e e p s c h e d u l i n gm e c h a n i s mC a ni m p
18、r o v et h ee n e r g ye f f i c i e n c ye f f e c t i v e l y , a n di s c o m p a t i b l ew i t he x i S t i n gd a t at r a n s m i s s i o np r o t o c o l s K e y w o r d s :D e l a yT o l e r a n tN e t w o r k s ,N o d eM o b i l i t yM o d e l , V I D a t aD i s s e m i n a t i o n ,I n f
19、o r m a t i o nQ u e r y ,S l e e p i n gM e c h a n i s m 浙江大学硕士学位论文目录 目录 1 绪j 沧;1 1 1研究背景及意义1 1 1 1时滞容忍网络的产生背景1 1 1 2 时滞容忍网络的理论基础2 1 1 3 时滞容忍网络的实际应用3 1 2 研究现状4 1 2 1 实际数据采集:4 1 2 2 节点移动模型5 1 2 3 机会转发机制6 1 2 4 休眠机制7 1 3 本文工作8 1 3 1 研究特色8 1 3 2 文章结构8 2 基于社区的网络特性分析9 2 1 引言9 2 2选用的数据集1 0 2 3节点之间接触情况1
20、l 2 2 1网络联通程度1 l 2 2 2 节点接触间隔时间1 2 2 3节点与地理位置关系1 4 2 3 1 地理社区1 4 2 3 2 节点在社区的滞留时间1 7 2 3 3 乒乓现象1 8 V I I I I V I I + C a r 谢要 虬致摘胁 浙江大学硕士学位论文目录 2 4 本章小结2 0 3 节点移动静态建模及应用2 1 3 1 引言2 l 3 2 节点移动静态建模2 2 3 2 1 单步转移概率2 2 3 2 2 滞留时间概率2 3 3 2 3 静态半马尔科夫模型2 4 3 2 4 社区中心度计算2 5 3 3 节点移动静态模型分析2 6 3 4节点移动静态模型应用2
21、8 3 4 1 数据分发算法设计2 8 3 4 2 数据分发算法评估2 9 3 5 本章小结3 2 4 节点移动动态建模及应用3 3 4 1 引言3 3 4 2节点移动动态建模3 4 4 2 1动态标准马尔科夫模型3 4 4 2 2 动态半马尔科夫模型3 5 4 3 节点移动动态模型分析3 7 4 4节点移动动态模型应用3 9 4 4 1 信息查询算法设计3 9 4 4 2 信患查询算法评估4 0 4 5 本章小结4 2 5 自适应休眠机制设计及应用4 3 5 1 引言4 3 5 2 自适应异步休眠机制4 4 5 2 1 节点接触概率4 5 5 2 2 节点效用值4 6 5 2 3 具体机制实
22、现4 6 5 3 休眠机制性能评价和应用4 8 V I I I 浙江大学硕士学位论文 目录 5 :3 1 体眠机制的性能评估4 8 5 3 2 休眠机制在数据传输中的应用4 9 5 4 本章小结5 0 6 总结与展望5 l 6 1 工作总结5 l 6 2 研究展望5 2 参考文献5 3 硕士期间发表论文及参与项目情况5 7 浙江大学硕士学位论文目录 X 浙江大学硕士学位论文 插图和附表清单 插图和附表清单 图1 1 时滞容忍网络示意图2 表2 1 数据集信息统计1 0 图2 1A P 规模和内存对网络连通数的影响1 l 图2 2 节点的接触持续时间和接触间隔时间1 2 图2 3 节点接触间隔时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 容忍 网络 特性 建模 应用 研究
链接地址:https://www.31doc.com/p-3582279.html