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随着无线网络应用的增加和规模的日益扩大,无线网络分裂和连接中断的恰当处理变得愈加重要,从而促进了机会网络的诞生和发展。机会网络是一种新型网络,与传统的单跳和多跳无线网络不同,它能够在无线链路断开和网络分裂情况下完成通信任务,即使端到端路径不存在也不妨碍它传输信息,因此适用于环境相对较苛刻的场合,如野生动物监测、偏远地区的Internet接入、星际互联和车载传感信息系统等。它既是一种具体的网络形式,也是一种新的带挑战性的网络通信技术,被视为移动Ad Hoc网络发展的重要方向,对未来普适计算具有重要意义。
首先我们详细地介绍了机会网络的基本概念、特点及应用等,并根据转发策略的不同,将现有的机会网络路由算法分为基于复制、基于转发及基于编码三类并对各类算法进行分析,其中本文重点研究了Epidemic路由算法及其改进算法。
接着本文针对基于Epidemic机制的机会网络路由算法未能及时感知相遇节点和数据分组交换过程中存在冗余的问题,本文采用跨层邻居感知的机会网络高效低时延路由算法(ERCNS),通过在物理层、MAC层及网络层之间的跨层信息共享和协同,实现相遇节点及时感知;节点相遇后立即发送新产生的数据分组;动态调整HELLO分组发送计时起点,减少不必要的HELLO分组;借助汇总矢量SummaryVector(SV)从节点缓存中删除已到达目的节点的分组;从而减少控制和存储开销,降低分组时延。理论分析与仿真结果显示该算法与其它相关算法比较,ERCNS算法的控制开销及存储开销分别减少了8.2%和2.1%以上,数据分组平均端到端时延至少降低了11.3%。
接下来本文针对采用Epidemic机制的机会网络路由算法在汇总矢量SV的交换、存储和请求矢量Request Vector(RV)的交换过程中存在冗余开销的问题,给出一种基于自适应矢量压缩的路由算法(ERACV),通过自适应地缩短SV和RV的长度、减小缩短SV分组和RV分组的尺寸并削减数量、以及在收到SV分组后优先发送目的节点为邻居的数据分组,减少节点的通信和存储开销,降低数据分组时延。理论分析和仿真结果表明ERACV算法在通信及存储开销方面的性能得到升。
最后本文研究目前机会网络路由算法存在的问题,并给出未来机会网络路由算法的研究方向。