混合結(jié)構(gòu)機(jī)會網(wǎng)絡(luò)鏈路預(yù)測技術(shù)研究.pdf

1、大量具備短距離無線通信能力的智能設(shè)備的普及推動了機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的研究和應(yīng)用。但在實際應(yīng)用環(huán)境中，由于節(jié)點移動、網(wǎng)絡(luò)稀疏或信號衰減等各種原因，機(jī)會網(wǎng)絡(luò)中的鏈路動態(tài)性較高，導(dǎo)致消息投遞率成功低、投遞時延大等問題，制約了機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的實用性。在機(jī)會網(wǎng)絡(luò)中部署具有較大緩存空間、位置固定或者移動的輔助節(jié)點，形成混合結(jié)構(gòu)機(jī)會網(wǎng)絡(luò)，可以降低網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能?；旌辖Y(jié)構(gòu)機(jī)會網(wǎng)絡(luò)符合諸如校園等社區(qū)網(wǎng)絡(luò)、路線固定的公交車網(wǎng)絡(luò)、具有路邊節(jié)點的車載網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用

2、形式。本論文主要研究基礎(chǔ)設(shè)施輔助節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性，鏈路變化可預(yù)測性的影響以及對消息投遞性能的改進(jìn)作用，內(nèi)容如下:
　　(1)研究混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計特性。為了研究混合結(jié)構(gòu)機(jī)會網(wǎng)絡(luò)中輔助節(jié)點的數(shù)量和密度等參數(shù)對網(wǎng)絡(luò)的影響，本論文通過對實際數(shù)據(jù)集進(jìn)行統(tǒng)計和分析的方式進(jìn)行一系列的實驗，總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性、鏈路屬性的變化。實驗結(jié)果表明:節(jié)點相遇時間間隔分布函數(shù)曲線呈現(xiàn)“重尾”特征;輔助節(jié)點的密度和部署方法對提升機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能有較大影響:僅僅

3、少量正確部署的輔助節(jié)點就能顯著提升網(wǎng)絡(luò)性能，而高密度的輔助節(jié)點帶來的邊際效用遞減。
　　(2)提出混合結(jié)構(gòu)機(jī)會網(wǎng)絡(luò)中的鏈路預(yù)測組合算法。該算法對相遇頻繁且呈周期性的節(jié)點對采用基于周期模式挖掘的鏈路預(yù)測算法，對相遇頻繁但非周期性的節(jié)點對采用基于決策樹的機(jī)器學(xué)習(xí)鏈路預(yù)測算法，對相遇不頻繁的節(jié)點對采用基于相似性的鏈路預(yù)測算法。在實際數(shù)據(jù)集中進(jìn)行的實驗結(jié)果表明，該組合算法的預(yù)測效果要優(yōu)于其他單一算法，且該算法能夠?qū)Ω嗟墓?jié)點對實現(xiàn)預(yù)測。<

4、br>　　(3)研究基于預(yù)測的混合結(jié)構(gòu)機(jī)會網(wǎng)絡(luò)消息投遞。結(jié)合(1)的結(jié)論，提出了Prophet-F和基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點的部署方案;結(jié)合(2)的組合鏈路預(yù)測算法，提出基于PDR的路由協(xié)議;并在實際數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上進(jìn)行模擬實驗。結(jié)果表明將基礎(chǔ)設(shè)施部署在熱點位置網(wǎng)絡(luò)性能最好，且在確定部署方案下Prophet-F較網(wǎng)絡(luò)性能提高15％～20％;基于PDR的路由協(xié)議性能優(yōu)于包括Prophet-F在內(nèi)的其他路由。
　　論文成果能夠提高機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的實用性，