ICMN中路由算法及其性能的研究.pdf

1、ICMN(Intermittently Connected Mobile Network)泛指端節(jié)點(diǎn)間的鏈路連接時(shí)斷時(shí)續(xù)的網(wǎng)絡(luò)。隨著自組織概念的滲入,ICMN主要涉及具有自主組網(wǎng)能力的無線網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)間的無線信道干擾、節(jié)點(diǎn)的分組傳輸對(duì)部分無線媒介的獨(dú)占性使用、節(jié)點(diǎn)的有效生命期、節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)等因素,都會(huì)導(dǎo)致ICMN節(jié)點(diǎn)間及邊界網(wǎng)絡(luò)間鏈路的通斷性變化顯著。
　　 本文以“提高ICMN網(wǎng)絡(luò)的路由效率、預(yù)測(cè)已建立的多跳路由的存活

2、時(shí)間以及設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化的鏈路調(diào)度算法”為研究目標(biāo),主要關(guān)注ICMN網(wǎng)絡(luò)中多分組副本的路由算法、端到端連接路徑的性能、分組傳輸獨(dú)占性使用無線媒介的調(diào)度算法,也即干擾模型的建立等。
　　 在詳細(xì)分析現(xiàn)有的ICMN路由算法與協(xié)議的基礎(chǔ)上,本文提出了一種高效的ICMN網(wǎng)絡(luò)路由算法,該算法根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的遷移可測(cè)度建立逐跳的端到端路由,回避了普通的基于流行病毒散播原理的多分組泛洪策略,改進(jìn)了基于本地最優(yōu)可達(dá)信息進(jìn)行單分組中轉(zhuǎn)的路由策略；

3、同時(shí),該算法結(jié)合組合收益理論,對(duì)待選的多分組中繼路由策略進(jìn)行組合與評(píng)判,并從中求出可行解；它在保持較高的端到端分組到達(dá)率的同時(shí),能使整個(gè)ICMN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的分組副本數(shù)目(即網(wǎng)絡(luò)開銷)得到有效控制。
　　 ICMN網(wǎng)絡(luò)多跳路由的連接通路一旦建立,端到端連接通路的可用時(shí)間與可用性將體現(xiàn)建立于當(dāng)前通路之上的端到端路由存活時(shí)間。本文使用布朗運(yùn)動(dòng)移動(dòng)模型描述節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律,從二維拓?fù)淦矫嫔蠁翁鵁o線鏈路的可用性入手,分析多跳中繼路由的路徑可用性

4、及期望可用時(shí)間。仿真實(shí)驗(yàn)證明,本文建立的路徑可用性模型能動(dòng)態(tài)地體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的鏈路連接狀況,較為準(zhǔn)確地評(píng)測(cè)多跳路由端到端連接路徑的穩(wěn)定性。它為ICMN網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)較好的量度,可作為ICMN協(xié)議設(shè)計(jì)的輔助工具。
　　 在ICMN網(wǎng)絡(luò)中,干擾模型的建模,以及節(jié)點(diǎn)發(fā)送分組時(shí)對(duì)無線媒介占用的調(diào)度算法可被看作ICMN網(wǎng)絡(luò)路由的基礎(chǔ)設(shè)施,它是影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵所在。本文針對(duì)ICMN網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),對(duì)節(jié)點(diǎn)分布相對(duì)固定的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和由于節(jié)點(diǎn)移動(dòng)而產(chǎn)

5、生的隨機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,分析了網(wǎng)絡(luò)流量、鏈路長(zhǎng)度、無線信號(hào)衰減對(duì)最優(yōu)協(xié)議干擾模型的影響,給出了兩類干擾模型實(shí)例化過程中鏈路可靠性和網(wǎng)絡(luò)吞吐量間的權(quán)衡關(guān)系。針對(duì)最優(yōu)干擾模型的選擇問題,本文分析了協(xié)議干擾模型和物理干擾模型性能差異的主要因?yàn)?并提出了PRK干擾模型,該模型更加適合于分布式協(xié)議的設(shè)計(jì),它既擁有物理干擾模型的高可靠性,又擁有協(xié)議干擾模型的本地性。
　　 通過理論證明、實(shí)際試驗(yàn)床的部署與測(cè)試、仿真實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步驗(yàn)證,本文對(duì)