资源受限容迟网络的多层协议研究与设计

As an emergent communication paradigm, Delay Tolerant Networks (DNTs) can provide efficient solutions for many significant applications, such as social networks, vehicular networks, underwater sensor networks and ocean monitoring, etc. Since the nodes in DTNs are always some resource-limited mobile wireless devices, it is necessary to consider the resource constraints of the nodes during the research on the network protocols. This project firstly proposes an energy-efficient neighbor discovery protocol, which guarantees the communication between the nodes in DTNs. Secondly, this project proposes a routing protocol based on the nodes' expected encounter values to improve the performance of delivery ratio. Thirdly, this project proposes a novel cooperative routing protocol and an efficient buffer management protocol, which can maximize the delivery ratio under the constraints of buffer size, energy and bandwidth. By further considering the nodes' noncooperative characteristic, with which each node has no incentive to forward other nodes' messages, this project proposes a secure incentive mechanism to motivate the nodes to cooperate with each other on the message forwarding. The proposed multi-layer protocols for the resource-constraint DTNs in this project will develop a new direction for the theoretical research of the DNTs, and provide theoretical foundation and technical support for the DTNs-based applications.

容迟网络作为一种全新的网络通信模式，能够为许多重要应用（如社会网络、车载网络、海洋监测等）提供有效的解决方案。容迟网络中的节点通常是资源受限的移动无线设备，因此在网络协议研究过程中必须考虑节点的资源限制，包括节点的带宽、缓存和能量等。本项目针对资源受限的容迟网络，首先提出一种能量有效的邻居发现协议，为网络节点通信提供前提保障；其次提出一种基于期望会面节点个数的路由协议，有效提高网络数据包分发性能；在节点资源受限条件下，提出一种基于合作的路由协议及相应的缓存管理协议，利用有限的缓存、能量和带宽最大化网络中的数据包传输率；进一步考虑节点的非合作特性，针对每个节点没有动机转发其它节点的数据包，提出一种促使节点相互合作的激励机制，并解决激励机制中的安全问题。本项目所提出的针对资源受限容迟网络的多层协议设计方案，将为容迟网络的理论研究提供新途径，为基于容迟网络的应用提供理论基础和方法支撑。

容迟网络作为一种全新的网络通信模式，能够为许多重要应用（如社会网络、车载网络、海洋监测等）提供有效的解决方案。容迟网络中的节点通常是资源受限的移动无线设备，因此在网络协议研究过程中必须考虑节点的资源限制，包括节点的带宽、缓存和能量等。容迟网络作为一种全新的网络通信模式，能够为许多重要应用（如社会网络、车载网络、海洋监测等）提供有效的解决方案。容迟网络中的节点通常是资源受限的移动无线设备，因此在网络协议研究过程中必须考虑节点的资源限制，包括节点的带宽、缓存和能量等。本项目首先提出一种高效的邻节点发现方法，为网络节点通信提供前提保障；其次提出一种基于期望会面节点个数的路由协议，有效提高网络数据包分发性能；在节点资源受限条件下，提出一种基于组群特性的路由协议及相应的缓存管理协议，利用有限的缓存、能量和带宽最大化网络中的数据包传输率；进一步考虑节点的非合作特性，针对每个节点没有动机转发其它节点的数据包，提出一种促使激励相容的安全激励机制，并解决激励机制中的安全问题；针对传感器网络中的节点位置隐私保护研究，提出了一种利用树状网络拓扑的方法来掩盖源节点和目标节点的位置隐私的方法；针对网络的安全特性研究方面，提出了一种基于移动信标节点的虫洞攻击节点检测和定位方法；针对虫洞攻击的安全定位问题，分别提出了一种基于信标节点冲突集的抵抗虫洞攻击安全定位方和一种基于标签的安全定位方法；针对RFID的研究，分别提出了一种被动式RFID三维定位方法、两种主动式RFID三维定位方法和一种能够先使系统中的未知标签进入休眠状态，进而对已知的标签进行丢失标签识别的方法；最后，针对网络节点覆盖问题，提出了一种容错栅栏覆盖方法。本项目已经完成对上述问题的研究，取得了一定的成果，其中包括授权国家发明专利3项，发表和录用国际权威期刊论11篇，发表国际顶级会议论文1篇等，相关成果将为容迟网络的理论研究提供新途径，为基于容迟网络的应用提供理论基础和方法支撑。