移动传感网络中消息机会转发机制研究

With the deepening of research and application of opportunistic mobile sensor networks, it is becoming more and more important for gathering sensor data efficiently and accurately. Since the nodes move anywhere, the wireless communication is circumscribed，and hardware resource of nodes are limited, the network topology changes anytime, the network shows local connectivity and global intermittent connectivity. The traditional packet exchanging mode can not be implemented in this kind of network, instead of “storage-carry-forwards” multi-hop opportunistic forwarding mode, the sense data is forwarded from the source node to the destination node by this way. The core challenges of the message forwarding mode are: (1) When and how to select the candidate nodes for message forwarding? (2) How to store, select, copy, and delete the messages in a node? (3) How to discriminate the impact of message forwarding mechanism in different network models?.Aim to the intrinsic characteristics of the mobile sensor networks, we research the dynamic inherent law of the networks, and put forward a method of network models based on cluster division. we probe a message forwarding strategy which is based on the encounter probability of two nodes and residual energy of each node, and put forward a message store and scheduling mechanism which is based on important factor and cleaning vector, to improve the success transmission rate of the messages, to reduce the transmission delay of messages and the network communication overhead effectively.

随着移动传感网络研究与应用的不断深入，利用传感网络高效、准确地收集感知数据变得十分重要。由于网络中节点迁移性、无线通信局限性及硬件资源的有限性，导致动态变化的网络拓扑结构呈现出局部性连通与全局间歇性连通的特点。故传统的分组交换数据传输模式在该类网络中无法实施，取而代之以“存储-携带-转发”的消息机会转发模式，实现感知数据由源节点到目的节点转发。这种消息转发模式的核心挑战是：(1)如何选取消息转发时机及转发对象；(2)如何管理消息在节点上的存储、复制与淘汰机制；(3)如何判别不同网络模型对消息转发的影响。.本课题针对该类网络的内在特性，研究移动传感网络动态变化规律，提出基于分簇的网络建模方法，探讨基于相遇概率和剩余能量相结合的消息转发策略，实现基于重要因子和清扫向量的消息存储和调度机制，克服消息转发中的关键障碍，提高消息的传输成功率，减少消息的传输延时与网络通信开销。

随着移动传感网络研究与应用的不断深入，利用传感网络高效、准确地收集感知数据变得十分重要，广泛应用于军事侦查、野生动物跟踪、环境监测、医疗健康、交通管理以及商业应用等领域。.由于移动传感网络中节点迁移性、无线通信局限性及硬件资源的有限性，导致动态变化的网络拓扑结构呈现出局部性连通与全局间歇性连通的特点。故传统的分组交换数据传输模式在该类网络中无法实施，取而代之以“存储-携带-转发”的消息机会转发模式，实现感知数据由源节点到目的节点转发。如何选择待转发的节点以及转发时机成为消息转发是否有效的关键。.本项目在前人研究的基础上，(1) 提出时空受限的机会网络移动模型，并对现有移动模型进行比较、分析、评价；(2) 利用分形理论研究复杂网络的结构特征，提出加权网络的体积维数、信息维数、关联维数，以此刻画网络的自相似性。在此基础上，提出两种种复杂网络社区发现算法；(3) 在时空受限网络移动模型基础上，提出三种消息机会路由算法，提高了网络中消息的传输成功率、降低了网络负载、减少了网络延时。.本研究项目的主要成果有：发表科技论文20篇，其中EI检索9篇，中文核心期刊6篇；申请国家发明专利1项；资助申请国家自然科学基金1项，江西省教育厅科技项目1项；培养在职攻读职博士1人、硕士研究生7人。