机会网络中节能路由算法研究

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机会网络是一种依靠节点移动来创造相遇机会从而进行消息传输的自组织网络,具有十分广阔的应用前景。但是网络中的节点往往由便携设备构成,其自身携带的能量是有限的,且这些设备可能被部署在复杂甚至危险的环境中,不易进行能量的补给。这就使得人们开始关注高效节能的机会网络路由算法。在机会网络中,很多研究者通过周期性休眠的策略来降低节点功耗或者根据节点本身的属性设计转发策略来提高消息的传输效率,从而达到节能的效果。本文首先对几种典型的机会网络节能路由算法的实现原理和存在的问题进行了描述。其次,针对机会网络休眠调度算法中不合理的休眠周期及转发策略而造成消息时延增大,传递成功概率下降等性能问题,提出了一种基于低占空因子休眠和有效度转发的节能算法。该算法在给定可容忍的消息时延和传递成功率的条件下,通过推导求出了一个合理的休眠占空因子。在这基础上,为每个节点设置一个有效度代表当前节点与目标节点相遇的机会大小。通过向有效度高的节点发送消息,可以使消息快速向目标节点聚集。然后,针对现有的Bubble Rap算法在消息的传输过程中只关注节点的社会属性导致高中心度节点的资源快速耗尽的问题,提出了一种基于节点属性的节能路由算法。该算法在选择中继节点时,综合考虑了节点的社会属性,剩余能量及缓存空间的动态变化情况,从一定程度上均化了中心度较高的节点的能量及缓存的消耗。最后,通过理论分析和模拟仿真验证上述两种路由算法在消息时延、传递成功率和节点存活率等方面的性能与原算法相比都有了显著的提升。此外两种算法都具有良好的节能效果,可以有效地延长整个网络的寿命。
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