基于5G通信技术的延迟容忍网络数据传输方法

传统的延迟容忍网络数据传输机制一般为单方向的,传输速度较慢。因此,设计基于5G通信技术的延迟容忍网络数据传输方法。首先,制定网络数据传输协议,采用多目标的形式提升传输的速度。其次,构建5G通信延迟容忍网络数据传输模型,并采用SM4加密处理实现数据传输。最后,进行对比测试表明:相比于传统方法,设计方法传输的网络数据数据条数更多,即设计方法的传输效率更高。

延迟容忍移动传感器网络中基于选择复制的数据传输

提出了一种基于选择复制的动态数据传输策略SRAD(selective replication-based adaptive data delivery scheme),基本思想是把消息(message)动态的复制给更有可能与汇聚点(sink node)通信的传感器节点.SRAD由数据传输和队列管理两个主要部分组成:前者根据Random Waypoint随机运动模型下不同时刻各传感器节点传输概率的大小进行数据消息的传输;后者通过消息的生存时间ST(survival time)值决定队列中消息传递的优先顺序和丢弃原则,以进一步降低网络传输能耗.模拟实验结果表明,与现有的几种DTMSN(delay tolerant mobile sensor networks)数据传输算法相比,SRAD的网络寿命相对较长,且它能以较低的数据传输能耗和传输延迟获得较高的数据传输成功率.

延迟容忍传感器网络基于相对距离的数据传输

延迟容忍移动无线传感器网络(delay tolerant mobile sensor network,简称DTMSN)用于广泛数据收集.与传统的传感器网络不同,DTMSN具有节点移动性、间歇连通性并且能够容忍适当的延迟,因此传统传感器网络的数据收集算法不能适用.提出了一种基于相对距离感知的动态数据传输策略RDAD(relative distance-aware data delivery scheme).RDAD采用传感器节点到汇聚点(sinknode)的相对距离来计算节点传输概率的大小,并以此作为消息(message)传输时选择下一跳的依据.为优化复本管理,RDAD引入消息的生存时间ST(survival time)和消息最大复制数MR(maximal replication)决定队列中消息传递的优先顺序和丢弃原则.模拟实验表明,与现有的几种DTMSN数据传输算法相比,RDAD能够以较低的数据传输能耗和传输延迟获得较高的数据传输成功率,并且具有相对较长的网络寿命.

基于网络编码的延迟容忍移动传感器网络低时延广播传输机制

针对延迟容忍移动传感器网络(Delay Tolerant Mobile Sensor Networks,DTMSN)提出一种基于网络编码的广播传输机制(Netcoding-based Broadcast Transmission scheme,NBT)。NBT中,基站(Base Station,BS)将原始数据分批进行传输,每个批次包含的原始数据包的数量一定;BS将同一批次数据包以单播方式传输给不同传感器节点时采用的编码向量互不相关,传感器节点之间采用泛洪的机制交换彼此缺少的编码数据包。由于BS对原始数据包进行了编码,因此传感器节点具有相同编码数据包的可能性大大降低,从而减小了节点间的数据相关度,有效降低了广播时延。在随机路点移动模型(Random WayPoint,RWP)下的仿真结果表明,与目前广播时延最小的泛洪机制相比,NBT能够在通信开销基本相同的情况下有效降低广播传输时延。

延迟容忍传感器网络中面向发布/订阅系统的事件传输

提出了一种延迟容忍无线传感器网络(delay tolerant sensor network,简称DTSN)中基于团体的发布/订阅系统事件传输协议CET(community-based event transmitting protocol).CET的核心思想是,网络中所有传感器节点依据它们的相互连通性形成若干个固定的团体(community),并基于这些团体进行事件的传输.CET协议由事件传输和队列管理两部分组成.在事件传输策略中,事件除了尽可能地传递给移动订阅者之外,移动订阅者保存的某些事件还回传给团体内的传感器节点以提高事件的传输成功率.队列管理则根据事件的成功传输次数和生存时间来共同决定存储队列中事件的重要程度和丢弃原则,以降低网络传输能耗.仿真分析表明,与直接收集DG(direct gathering)相比,CET能够以较低的事件传输能耗和传输延迟获得较高的事件传输成功率.

异构延迟容忍移动传感器网络中基于转发概率的数据传输

提出了一种基于转发概率的动态数据转发策略:FPAD(forwarding probability-based adaptive data deliveryalgorithm).FPAD适用于由不同类型传感器节点构成的可监测不同对象的异构延迟容忍移动传感器网络HDTMSN(heterogeneous delay tolerant mobile sensor network).在这种网络中,各类节点拥有不同的通信能力、运动速度与消息存储能力,并且获取的数据消息具有不同的大小和不同的延迟容忍度.针对异构网络的特点,FPAD一方面根据节点能量消耗和消息传输延迟计算出节点的传输概率和转发概率,并以此进行数据消息的传输;另一方面,提出根据消息当前的延迟容忍度作为消息丢弃依据的消息队列管理机制.仿真实验结果表明,与现有的几种数据传输算法相比,FPAD的数据传输成功率更高、传输延迟更小,而且网络寿命相对较长.

延迟容忍网络中能量有效的接触探测研究

在延迟容忍网络中,为了发现在其通信范围内的邻居节点,网络中的节点必须不断地探测周围的环境。这个接触探测过程极其耗费能量。如果网络中的节点探测太过频繁,会耗费很多能量,且使得网络能量的使用效率降低。另一方面,稀疏的探测可能导致节点失去和其它节点的接触,从而错失交换数据的机会。因此,在延迟容忍网络中能量效率和接触机会之间存在着一种折中的关系。为了研究这种折中关系,该文首先对基于随机路点模型(Random Way-Point model,RWP)的接触探测过程进行建模,得到恒定探测间隔下接触探测概率的表达式,并且证明在所有平均探测间隔相同的策略中,以恒定间隔探测的策略是最优的。其次,基于提出的理论模型,分析不同情况下能量效率和接触探测概率之间的折中。最后,通过仿真实验验证该理论模型的正确性。

延迟容忍移动传感器网络中基于节点优先级的数据转发策略

为了更好地解决延迟容忍移动无线传感器网络(Delay Tolerant Mobile Sensor Network,DTMSN)中的数据收集问题,提出了一种基于节点优先级的数据转发策略NPD(Node Priority Data Delivery Scheme)。NPD根据计算得出的各节点不同的转发优先级作为消息传输时选择下一跳的依据。为优化消息复本管理,NPD采用动态消息队列,并根据消息的生存时间决定消息的丢弃原则。仿真实验表明,与现有的几种DTMSN数据传输算法相比,NPD有更高的数据传输成功率与更小的传输延迟,并具有相对较长的网络寿命。

延迟容忍传感器网络中基于群组运动的事件传输

提出了一种基于分布式群组移动的事件分类传输策略GMED(distributed group mobility adaptive event delivery).通过有效地发现和利用传感器节点在运动过程中形成的群组,建立基于群组的事件分类传输模型,改善数据传输性能.其中,群组的转发是依据各自与汇聚点的机会概率按照多副本方式进行的;而群内的事件传输则是基于各成员的稳定邻居集建立传输路径,并以单副本方式进行.队列管理则根据事件的优先级决定递交的顺序和丢弃原则.此外,引入冗余副本控制机制,优化副本管理,降低网络负载.模拟实验结果表明,与现有的几种DTMSN(delay tolerant mobile sensor networks)数据传输算法相比,GMED能以较低的数据传输能耗和传输延迟获得较高的数据传输成功率,且网络寿命相对较长.

节点状态感知的延迟容忍网络拥塞控制策略

为了有效提高延迟容忍网络中的数据传输效率,节点普遍采用多副本方式转发数据,然而此种方式将造成网络中冗余数据增多,导致网络拥塞.本文提出了一种带有节点状态感知的拥塞控制策略,根据运动过程中所获知的相关历史信息,节点以直接获取及间接推荐的方式准确地感知网络中各个节点的拥塞状态,进而以分布式的方式动态地为数据选择中继节点,达到更加合理地利用有限的网络资源的目的.结果表明所提出的拥塞控制能有效地改善数据成功投递概率和网络负载率.

基于运动状态的延迟容忍移动传感器网络数据传输策略

针对延迟容忍移动传感器网络(DTMSN,delay tolerant mobile sensor networks)提出一种基于节点运动状态的数据传输(MSD,motion state-based delivery)策略。MSD使用2个通信频率,传感器节点利用基站在频率f1上的广播信号完成自身运动状态和传输概率的计算,并以此作为利用频率f2进行消息转发的依据。为了提高性能,MSD中利用消息生存时间和自身消息优先传输机制来完成消息队列的管理。仿真结果表明,与现有的几种DTMSN数据传输策略相比,MSD能够以较低的通信开销和传输延迟达到较高的数据传输成功率。

基于副本限制和社会性的延迟容忍网络路由算法

针对基于洪泛的延迟容忍网络路由算法的消息副本冗余问题,以及在某些具有社会性的网络中消息扩散的局部性问题,文中提出了一种基于副本限制和社会性的路由算法RACS.该算法通过限制最大消息副本数来减少消息副本的冗余,并在扩散过程中通过比较节点的中心性,使中心性较高的节点获得相对较多的消息副本数,以此来更好地完成消息副本的扩散和递交.仿真实验结果表明,文中算法与其它算法相比,在最大消息副本数为6时,交付比率提高了5%,而平均延时降低了10%.

延迟容忍移动传感器网络中基于概率复制的数据传输策略及其性能研究

该文提出了一种基于概率复制的数据传输策略PRD(Probability Replication Delivery scheme)用于空间中间断连通的延迟容忍移动传感器网络(DTMSN)数据传输。PRD由选择复制策略和队列管理组成,前者根据节点将消息传递给汇聚点的可能性,选择下一跳进行复制传输;队列管理则利用引入传输概率及复制数的消息生存时间决定队列中消息丢弃原则。仿真分析表明,与现有的几种数据传输策略相比,PRD能以较低的数据复制数及传输延迟获得较高的数据传输成功率。

节点移动状态感知的社会化延迟容忍网络路由策略

针对延迟容忍网络因节点移动的时空特性变化导致网络性能下降的问题,建立半马尔可夫模型描述节点的移动过程,预测未来时刻节点处于某一地理区域的概率和节点间在未来时间段内的连接状态;同时,采用节点移动状态感知机制对所预测结果的准确程度进行评估,进而提出了节点移动状态变化自适应的消息转发策略。仿真结果表明,基于节点移动状态感知的路由策略在网络交付率、开销比率及消息投递平均延时方面能够提升DTN的性能。

基于信誉的延迟容忍网络激励方案

由于长延迟、频繁中断等特性,延迟容忍网络采用"存储-携带-转发"的路由方式实现报文的传递.这种传输方式建立在网络节点互相信任,诚实合作的假设之上.然而,由于受到自身资源的限制,网络中存在自私节点拒绝参与网络合作的行为,导致网络传输性能下降,甚至无法正常运行.针对此类问题,本文提出一种基于信誉的延迟容忍网络激励方案,鼓励节点共享资源,并约束自私行为.设计了一种观测协议,以解决延迟容忍网络环境下对网络节点行为的观测问题;提出了一种信誉模型,通过信任值评价节点的可信程度,从而优化路由决策,惩罚自私节点.仿真结果表明了本文提出的激励方案的有效性和可行性.

延迟/中断容忍网络安全机制综述

作为一种新型体系结构,延迟/中断容忍网络(DTN)近年来得到了广泛的研究与应用。由于其面临的应用环境极为特殊,DTN中存在着资源耗尽、数据安全、分片认证及隐私保护等诸多特有的安全问题。对上述安全问题进行了深入分析,并对解决这些问题的安全机制的最新研究成果进行了分类与评述,最后对DTN网络安全研究方向进行了展望。

空间延迟/中断容忍网络拥塞控制策略研究

针对空间延迟/中断容忍网络(DTN,delay/disruption tolerant network)的拥塞控制问题,提出一种基于提前卸载的拥塞控制策略(EOCC,early offloading-based congestion control)。由于空间DTN网络大时延和不能保证时刻存在端到端路径的特点,EOCC主要利用网络节点的本地信息在拥塞发生前就采取措施。具体地,EOCC会时刻监测节点缓存变化速率,在即将发生拥塞时,将消息通过早于最优路径的非最优路径传输,从而缓解节点存储压力。仿真结果表明,采用EOCC的接触图路由获得了更好的性能。

延迟/中断容忍网络技术及其在行星际因特网中的应用

延迟/中断容忍网络(DTN)采用一种新的端到端的覆盖层网络体系结构,是实现行星际因特网(IPN)的一种重要技术途径。文章首先论述了DTN应用于航天的几种网络协议的特点,包括束协议、利克里德传输协议(LTP)、空间数据系统咨询委员会文件传输协议(CFDP)和Saratoga协议,并分析了DTN路由算法的特点和DTN网络软件的实现,然后总结了NASA在遥感、空间站、中继通信和深空探测等任务情景下进行的DTN飞行验证试验的技术特点。针对我国未来天基综合信息网建设的需求,提出了DTN技术在体系结构、汇聚层协议、路由算法和网关节点设计方面值得关注的问题。

一种空间延迟容忍网络中的周期性链路数据转发算法

空间延迟容忍网络的链路具有间歇连通的特点,难以形成一条端到端的路径,使得基于TCP/IP的端端数据传输机制无法适应空间延迟容忍网络.空间延迟网络中存在着大量连通时间短暂、具有周期性连通规律的卫星节点,它们处于高速周期性运动中,在空对地、空空之间构建了空间网络的核心链路.针对空间延迟容忍网络中的周期性连通链路,通过对卫星运行规律的分析,计算单颗卫星对地周期性连通时间和星间链路的连通时间,定义空间链路的连通矢量,设计基于节点间连通矢量的数据转发算法,有效解决了空间网络周期性链路的数据有效转发问题,为空间网络面向延迟容忍的数据转发提供支持.仿真结果表明,该算法在周期性链路的情况下具有较好的传递成功率和传输延迟性能,更适合于具有周期性链路的空间延迟容忍网络环境.

延迟容忍网络中基于社会属性的负载感知路由

延迟容忍网络中采用中心性作为路由尺度会使部分节点承载过多的网络流量。针对这一问题,提出了一种基于社会属性的负载感知路由算法。使用节点的介数中心性(betweenness centrality,BC)和相似性两个社会属性指标以及节点的负载状况作为选择中继节点的依据,避免了消息传播能力强的节点产生严重的拥塞,均衡了网络流量。仿真结果表明,该算法能够提高网络的交付比率,减小网络的开销。