面向农牧区内容分发的卫星终端/便携通信终端混合网络研究

The resource sharing system based on the digital satellite broadcasting technology provides the content distribution service for the production and life of the farmers and herdsmen by pushing the digital media resources to the vast agricultural and pastoral areas. But its limitations are also more prominent such as less number of nodes, lower user coverage, inconvenient operation, the lack of subscription services, etc., these problems make it difficult to meet the needs of farmers and herdsmen. It’s a low-cost way of content distribution with the aid of widely used portable communication terminals, which help the optimization of resource sharing service capabilities and the extension of the user coverage. In this project, the satellite based resource sharing system and the delay tolerant communication technology are combined to construct the hybrid network of satellite terminal and portable communication terminal, and the framework of the content distribution network for the agricultural and pastoral areas is proposed. The main research work includes: content distribution mechanism in hybrid network which integrated with satellite data broadcasting; management strategy for nodes cache based on the differentiated service and social perception; the authentication system and incentive mechanism for content distribution in delay tolerant network. The new network, which put forward in this project, is suitable for the actual demand and application characteristics of the farmers and herdsmen. It is an effective way to realize the content distribution of agricultural and pastoral areas with low cost and high coverage, and it is helpful to promote the process of information in remote areas.

基于数字卫星广播技术的资源共享系统通过向广大农牧区推送数字媒体资源，为农牧民的生产生活提供了内容分发服务。但其局限性也较为突出，例如节点数目少、用户覆盖范围小、操作使用不便、缺乏订阅服务等等，这些不足使其难以满足农牧民对内容的需求。借助广泛使用的便携通信终端，进行资源共享服务能力的优化和用户覆盖范围的扩展，成为内容分发的一种低成本途径。本项目将基于卫星的资源共享系统与延迟容忍通信技术相结合，采用卫星终端与便携通信终端混合组网，提出面向农牧区的内容分发网络框架。主要研究工作包括：融合卫星数据广播的混合网络内容分发机制；基于区分服务与社会性感知的节点缓存管理策略；面向延迟容忍网络内容分发的认证体系与激励机制。本项目提出的这种新型网络，适合农牧民用户的实际需求和应用特点，是以低成本、高覆盖的方式实现农牧区内容分发的有效途径，有助于促进偏远地区的信息化进程。

本项目是为农牧区用户在原有卫星资源共享系统基础上提供高覆盖、低成本的内容分发服务而进行的应用基础研究，目标是在已有的IP over DVB数据广播网络的基础上，构造基于卫星终端和便携通信终端的卫星广播通信/移动容迟异构网络，提出新的适合于内蒙古农牧区等偏远地区的内容分发混合网络，从而使原有的局限于卫星终端的内容推送方式，扩展为可支持用户自主定制的、可覆盖广大通信终端的内容分发方式。.项目预期在四年内完成，主要工作内容包括三项：主要包括以下三个关键内容：融合卫星数据广播的混合网络内容分发机制、基于区分服务与社会性感知的缓冲区管理策略、面向容迟网络内容分发的认证体系与激励机制联合设计。项目执行四年以来，按照计划开展各项研究工作，均按时或提前完成了有关研究内容。具体情况如下：.关于研究内容一，提出了基于北斗短报文的内容分发机制，通过偏远地区用户的终端设备组成移动自组织网络，进行终端用户之间的订阅信息和数据资源的发送。该方案不需要部署额外的网络设施，网络覆盖率高、通信费用低。同时，提出了一种延迟容忍网络中能量约束下基于网络编码的路由策略，能够有效的提高消息传递的成功率、降低延迟。.关于研究内容二，提出了一种新的节点缓存技术IBCS，将用户兴趣作为决定缓存与否的主要度量标准，在网络性能各方面表现较优。同时，提出了一种基于节点兴趣、剩余能量和中心度的路由策略ECORP-C，在保证内容较高投递率的同时可以有效地节约能量，有利于实现农牧区的内容分发。.关于研究内容三，首先提出了一种适用于农牧区DTN环境的密钥管理方案，对该方案正确性进了证明，并且对比分析表明该方案所需计算量适中，可以很好的满足农牧区内容分发系统中的安全需求。为提高节点间的合作性，本项目组提出了一种基于虚拟货币的激励策略VCBIS，能够提高数据传输率、降低网络延迟，改善了网络的性能。