移動自組網(wǎng)中節(jié)點合作方法的研究.pdf

1、移動自組網(wǎng)是由多個移動節(jié)點臨時組成的一個不依賴任何基礎(chǔ)通信設(shè)施的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。由于缺乏基礎(chǔ)設(shè)施的支持，再加上節(jié)點有限的傳輸范圍，源節(jié)點往往不能直接把數(shù)據(jù)傳到目的節(jié)點，而需要借助鄰居節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)功能。在移動自組網(wǎng)中，如果沒有節(jié)點間的合作，路由將不能建立，數(shù)據(jù)包將不會被轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點間也就不能存在多跳通訊。但是節(jié)點間的合作，例如為其它節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，不是總能被保證的。網(wǎng)絡(luò)中的自私節(jié)點可能會出于節(jié)省自己資源（如能量）的目的，拒絕為網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)

2、數(shù)據(jù)，從而表現(xiàn)不合作行為，這將嚴重影響網(wǎng)絡(luò)的性能。移動自組網(wǎng)中節(jié)點合作方法的目的正是用于迫使或激勵自私節(jié)點參與網(wǎng)絡(luò)合作，從而維持網(wǎng)絡(luò)的正常運行。
　　本文對基于信譽的節(jié)點合作方法進行了改進，提出了基于共同鄰居監(jiān)聽的節(jié)點合作方法(Common-neighbor Monitoring enabled Cooperation enforcement scheme，CMC)，通過引入共同鄰居監(jiān)聽技術(shù)，看門狗在對下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行監(jiān)聽的同時

3、，還對周圍不相關(guān)的數(shù)據(jù)流進行監(jiān)聽，加快了系統(tǒng)對自私節(jié)點的檢測速度。在路由發(fā)現(xiàn)過程中，CMC方法還對路由控制消息進行了過濾，丟棄那些含有自私節(jié)點的路由請求包和路由應(yīng)答包，使源節(jié)點所發(fā)現(xiàn)的路由能夠盡量繞過自私節(jié)點，進一步減小自私節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。
　　在采用直接信息計算節(jié)點信譽值的方法中，雖然檢測準確度較高，并且實現(xiàn)相對容易，但對自私節(jié)點的檢測速度較慢，往往不能及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的自私節(jié)點，于是本文進一步提出了TORA協(xié)議增強合作方法

4、(TORA protocol with Cooperation Enhanced, TORA CE)，采用一跳信息計算節(jié)點的信譽值，加快了對自私節(jié)點的檢測速度。TORA CE方法基于TORA協(xié)議，是一種多徑路由自組網(wǎng)節(jié)點合作方法，每個節(jié)點擁有多條通往目的節(jié)點的路徑，在發(fā)現(xiàn)自私節(jié)點后，能夠快速切換路由，減小了數(shù)據(jù)傳輸過程中丟包的概率。TORA CE方法具有更好的分布式特點，能夠?qū)⒆运焦?jié)點引發(fā)的路由變化限制在自私節(jié)點附近較小的范圍內(nèi)。

5、>　　利用博弈論和機制設(shè)計理論分析并設(shè)計節(jié)點合作方法是未來發(fā)展的必然趨勢，本文還對基于VCG機制的節(jié)點合作方法進行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了低負載合作協(xié)議(A Low Message-Overhead Cooperation Protocol, LMOCP)。LMOCP協(xié)議是對Ad hoc-VCG和LOTTO協(xié)議的一個改進，修正了Ad hoc-VCG協(xié)議中所存在的四個缺點，并且具有更低的消息負載。通過引入鄰居發(fā)現(xiàn)過程，節(jié)點周期地以最大傳

6、輸功率發(fā)送廣播消息，使每個節(jié)點都能隨時計算出所有鄰居到自己的最小傳輸功率，同時還對路由發(fā)現(xiàn)過程進行了改進，減少了路由發(fā)現(xiàn)過程中控制消息的數(shù)量。本文還從理論上對LMOCP協(xié)議的正確性進行了分析，證明了LMOCP協(xié)議是事后納什可實現(xiàn)的，在所有節(jié)點都是理性的這一共同知識的假定下，每個節(jié)點的最優(yōu)策略是誠實地報告自己的轉(zhuǎn)發(fā)價格。
　　但是LMOCP協(xié)議中的消息負載依然很大，為此本文進一步提出了廣播樹增強節(jié)點合作協(xié)議(Broadcast-tr