移动社交网络中基于社交关系的新型路由机制研究

Mobile social networks (MSN) comes with the development and integration of social networks and mobile networks. MSN possesses many new features: network topology changes with time and social graph pattern, user request is based on his interests, mass social shortcut paths exist, coordination of different nodes is driven by social tie information, resource constrained mobile terminals are used widely, relationship with user is tighter, etc. Research on the routing mechanism for MSN is urgent and critical. This proposal is aimed at proposing a novel social relationship based routing mechanism which is context-aware, interests based, resource efficient, QoE enhanced and secure. It is both of academic values and application prospects. This research focuses on the following issues: describe MSN user request based on context；introduce small world path cluster and interest forwarding mechanism, forming the social router model; build multi-dimension relationship network; based on network science and chaotic complex network theory, design multi-dimension bipartite graph topology model; by microscopic, mesoscopic, macroscopic social relationship and with social network analysis, build time-variant motion model and presents distributed random compact routing algorithm; design two-stage routing protocol; do simulation and prototype implementation.

随着社交网络和移动互联网的发展与不断融合，产生了移动社交网络（Mobile Social Networks，MSN）。MSN呈现诸多新特征：网络拓扑随时间和社交图谱演化而变，用户请求基于兴趣，大量存在社交短路径，节点间协作由社交联系信息驱动，广泛使用资源受限的移动终端以及与用户联系更加紧密等。研究适合MSN实际需要的路由机制亟待突破。本项研究旨在提出MSN中基于社交关系的新型路由机制，使之具备理解语境、基于兴趣、资源有效、QoE增强、安全等特征，既有学术价值，也有应用前景。主要研究内容如下：基于语境刻画MSN用户请求；引入小世界路径簇和兴趣转发机制，提出社交路由器模型；建模多维关系网，基于网络科学和混沌复杂网络理论，构建多维偶图网络拓扑模型；综合利用微观、介观和宏观尺度的社会关系信息,使用社交网络分析法，构造时效移动模型，提出分布式随机紧缩路由算法；设计两段式路由协议；进行仿真和原型实现。

随着社交网络和移动互联网的发展与不断融合，产生了移动社交网络（Mobile Social Networks，MSN）。MSN呈现诸多新特征，包括网络拓扑随时间和社交图谱演化而变，用户请求基于兴趣，节点间协作由社交信息驱动，广泛使用资源受限的移动终端等。.基于MSN的特性和当前研究的不足，本项目的研究内容包括：研究基于WiFi直连的组织MSN原型系统，并研究其组网技术、切换机制、缓存机制、地址管理机制、以及高效、实时的路由机制。.本项目的研究成果列举如下：.（1）研发了基于WiFi直连技术的自组织MSN原型系统，组内平均吞吐量最高可达31.7Mbps，组间有效吞吐量最高可达4.76Mbps。.（2）提出了基于模糊逻辑的MSN终端切换机制，降低了切换时延，显著减少“乒乓效应”，移动设备能够根据自身的角色和状态执行不同类型的切换，提高系统鲁棒性。.（3）提出了面向终端的MSN多级内容缓存机制，减少了对云和边缘服务器的访问，节省了带宽资源，同时降低了数据传输时延。.（4）提出了基于数据驱动的MSN终端地址管理机制，将地址租约期组合{15,120,120}作用于某MSN的不同区域，服务器的负载可以减少36.85%，于此同时至少可以预留10%的地址空间给可能到来的峰值用户。.（5）提出了基于内容命名的MSN资源高效路由机制，传输1MB资源的时延约为257.23ms,完成100MB数据的传输任务对节点的能量消耗不会超过0.66mAh。.（6）提出了基于自适应编码的MSN视频实时路由机制，支持同时为3-4个接收者传输码率不低于3500kbps的实时视频，同时确保用户体验。.本项目研究成果可用于构建稳定、高效、实时的自组织MSN网络，在基础设施网络失效的情况下，进行信息的交互、文件的传输、资源的共享等，具有重要的实际价值。