《车辆延迟容忍网络协议仿真分析与优化研究》
文献综述
前言
机会网络，又称为容延容断网络(delay/disruption tolerant network）是一种新型的移动自组织网络，主要应用于野生动物追踪、偏远地区通信、和车载网络、等领域，在这些领域很难采用固定基础设施为网络节点提供通信链路，导致传统网络模式无法适应于该领域。这类网络的典型特征是网络中的节点具有较高的动态性、稀疏性和自主性，节点之间的通信只能依靠携带的无线通信装置，而不依赖于某种基础通信设施（如移动基站)，只有当两个节点有机会移动到射频通信范围之内时才能建立通信链路。而节点的移动性导致通信链路具有不稳定的特点，因此这类网络具有较强的间断性和不稳定性，在某一个时刻节点可能处于不同的连通域内。在这种条件下最优的通信模式是依靠节点间的相互合作，采用“存储-携带-转发”的传递方式实现消息在节点间的有效传输，这种传输方式是实现间断的不稳定网络节点的可靠路由的最佳方式，节点将消息存储在缓存中携带消息移动，当在移动过程中有机会遇到其他节点时将携带的消息转发给下一跳节点，从而实现消息在网络中的传输，其特点是网络数据传输率低、传输时延长、安全性低。
随着道路车辆的日益增多，车载机会网络成为当前研究的热点。但是它面临着诸多挑战，比如车辆节 点高速变动、通信环境复杂多变、拓扑结构动态变化、 传输节点密度不均等，这些都影响车载机会网络的通 信性能和数据传输。
车载机会网络的链路质量受到车辆频繁移动和网络拓扑结构改变的影响，链接质量不稳定，如果数据包 在传输过程中丢失，则无法重新组建原始数据。在这种情况下，只能重传数据包，或者放弃整个文件。当数据包或文件传输所花费的时间大于链路持续时间，则无法成功传输文件，对当前链路资源造成浪费。因此，在节点传输文件时，应尽量避免传输在当前链接状态 下无法完成传输的文件资源，尽量在链路持续时间内完成文件的传输。 目前流行的机会网络路由算法 Epidemic 算法及其变异算法利用节点与节点间的相遇实现多副本的复 制，从而提高了数据传输的成功率，但是数据的多次复 制势必增加了节点缓存空间和带宽的占用，增大了网 络资源 的 消 耗。另一个常用的算法是 Spray and Wait 算法，该算法严格控制消息副本的喷射次数，在提高数据传输成功率的同时降低了网络开销。但是消息在等待传输阶段与目标节点的通信机会也会错失，导致网络资源的利用率降低。因此这两种路由算法都达不到最高的传输效率。
相关文献的研究现状
目前在机会网络中有几种经典的路由转发算法，基于泛洪机制的Epidemic路由转发算法,他的传播模式是网络中的每个节点都会将自身的消息无条件复制转发给相遇的节点，这种算法的消息投递率最高，但它不讣成本和网络承载能力，将消息进行传染转发，这样的转发虽然投递率高，但也十分容易造成网络的拥堵。综合了传染转发和相遇预测转发机制的PROPHET7路由转发算法，该算法基于节点的历史相遇概率和节点缓存情况进行下一跳节点的选取，不同于 Epidemic盲目的转发，PROPHETl81只选择与消息的目标节点相遇概率比自身高的节点作为下一跳节点，降低了传染转发引起的网络拥塞对性能的影响。
传统的机会网络路由转发技术还有Spray and Wait和 Spray and Focus等，Spray and Wait简称SW，分为Spray阶段和 Wait阶段，在Spray阶段，节点采用泛洪机制将消息复制转发给L个中继节点，然后进入Wait阶段，此阶段L个中继节点将不再进行转发，除非遇到目标节点;而Spray and Focus在 Spray阶段和SW是一样的,区别只在于Focus阶段，L个中继节点会选择效用值更高的节点继续进行转发，而不复制，这样大大提高了传输性能。经典的机会网络路由中还有RAPID路由等。
近年来，国内外科研机构对机会网络中的路由协议做了许多研究。2009年国内第一篇关于机会网络的理论基础、应用范畴、路由协议的总结性文章由中国科学院熊永平、孙利民等人发表，重点分析了机会网络的路由转发机制、节点移动模型和基于通信的数据分发与检索机制,有效推动了机会网络在国内的研究与发展。2010年国防科技大学苏金树、胡乔林、赵宝康等人详细的概括了当前有关容延容断网络的路由技术，提出了路由技术的分类方法，分析和比较了当前较为经典的路由技术的核心路由机制和特点，并指出了在机会网络路由方面未来研究的重点。2013年解放军理工大学赵广松、陈明基于接收阈值的容延网络拥塞控制机制，其目的是减少容延网络的资源开销，将拥塞控制与SimBet 4路由相结合，提出来SimBetCC算法，有效的控制拥塞。2013年重庆邮电大学李云、于季弘、尤肖虎针对机会网络中的节点自私性问题，提出了一种基于买卖模型节点激励策略BP，有效的解决了节点盲目合作带来的网络性能退化。2013年东南大学张三峰、黄迪、陈州等人针对如何选择合适的节点复制消息提出了一种基于最优停止理论的路由决策方法OSDRI。2013年电子科技大学吴磊、武德安等人提出了一种基于周期性间歇通信的数据传输策略 PICD，针对于具有循环运动特征的环境下，PICD在提高消息传输成功率和降低网络延迟方面有较出色的表现。目前很多研究学者在机会网络中加入社会网络的分析方法，将两者综合起来进行研究，总体来讲，先根据节点的移动轨迹对网络中的节点进行划分，然后对划分的网络进行分析，从而得出社区机会网络的转发策略。但这种转发策略的前提是对机会网络进行划分，在传统的机会网络巾，节点的移动是无规则可循的，网络中社区的组成也是不断变化的，在某一段时刻，某些节点形成了一个社区，在下一时刻，这些节点可能各自与其他节点形成新的社区，随着时间延长，这种网络划分的意义逐渐降低。
文献提出了一种基于社区机会网络的消息传输算法,通过分析社区机会网络模型，在消息传输前将网络进行社区划分，每个节点仅归属于一个社区，该算法将消息传输分为社区内部消息传输和社区间的消息传输，在社区内部的传输是根据历史相遇概率计算出消息携带节点与消息目标节点的相遇平均时间间隔T...ag，消息携带节点N，与社区内节点N,相遇时，通过对比两节点针对目标节点的平均相遇时间间隔，来决定是否进行消息传递，当相遇节点的Terage小于消息携带节点的T.rag.时进行消息传递，否则不传递，当消息在社区间传递时，引入了社会度SocialDegree的概念，意指节点进入其他社区的概率，比较消息携带节点N,与N,的SocialDegree来决定是否进行消息转发,当相遇节点的SocialDegree大于消息携带节点时进行消息转发，否则不转发。
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