移動自組網(wǎng)的關鍵技術(shù)研究.pdf

1、移動自組網(wǎng)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的節(jié)點組成的一個臨時性多跳自治網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中的每一個節(jié)點同時具有普通網(wǎng)絡節(jié)點和路由器的雙重功能。作為沒有基礎設施的網(wǎng)絡，移動自組網(wǎng)在軍事和民用領域都具有廣闊的應用前景，是目前網(wǎng)絡研究中的熱點問題。本論文主要針對移動自組網(wǎng)的分簇體系架構(gòu)、服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議和機會網(wǎng)絡等關鍵技術(shù)問題展開研究。
　　 論文的第一部分工作主要針對移動自組網(wǎng)中的層次拓撲結(jié)構(gòu)進行設計。文章從簇穩(wěn)定性和可維持性出發(fā)，提出了基于雙簇首的

2、分簇體系架構(gòu)和相應的簇首選舉和簇維持算法。該方法首先通過移動終端節(jié)點的相互通信和反饋搭建初始分簇結(jié)構(gòu)(含成員節(jié)點與網(wǎng)關節(jié)點)，然后比較簇內(nèi)節(jié)點與網(wǎng)關節(jié)點的鄰接度、簇內(nèi)節(jié)點與成員節(jié)點的鄰接度以及簇內(nèi)節(jié)點自身的可用能源比等因素，將具有最高參考值的簇內(nèi)節(jié)點作為簇首節(jié)點，確保簇首節(jié)點為一個連通度較高、可持續(xù)工作時間較長的穩(wěn)定節(jié)點，從而保證了簇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，引入候補簇首節(jié)點，當簇首節(jié)點由于自身原因或位置移動等而偏離本簇時，由候補簇首節(jié)點接替

3、簇首的工作，從而延長了簇的生存時間，進一步提高了簇穩(wěn)定性，減少了由于簇的不穩(wěn)定性而帶來的額外開銷。該方法提出了用于簇首選舉的算法和簇維持算法，并提出了通過簇首與候補簇首節(jié)點間的位置偏移狀態(tài)來預測和監(jiān)控簇首移動情況，以確保簇的穩(wěn)定性。
　　 論文第二部分工作研究移動自組網(wǎng)的服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議問題。服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議是網(wǎng)絡節(jié)點在網(wǎng)絡中自動搜尋所需服務的技術(shù)，服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議的最終目標是實現(xiàn)無人管理的網(wǎng)絡，將人從枯燥乏味的網(wǎng)絡維護工作中解脫出來。因此

4、，簡單高效、健壯靈活、具有良好擴展性的服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議是移動自組網(wǎng)實用化的一項關鍵技術(shù)。文章針對這一目標，提出了基于前后文的元數(shù)據(jù)模型，在整合語義Web的思想和移動自組網(wǎng)的特性后，將服務信息、用戶信息和設備信息融合到元數(shù)據(jù)描述模型中，并將其分為靜態(tài)信息描述和動態(tài)信息描述兩個部分。該描述模型能夠滿足自組網(wǎng)內(nèi)設備可計算性弱、規(guī)格差異大和網(wǎng)絡帶寬窄等特性的需要，能夠提高移動自組網(wǎng)的服務匹配精準率。在該元數(shù)據(jù)模型和雙簇首分簇體系架構(gòu)的基礎上，文章提

5、出了非集中式的服務注冊與發(fā)現(xiàn)機制。將服務注冊信息保存在各分簇的簇首節(jié)點中，服務匹配過程優(yōu)先在簇內(nèi)進行，當簇內(nèi)無法找到匹配服務時，再通過簇首間通信在不同簇之間尋找匹配服務，直至找到服務或匹配失敗為止。通過基于分簇的服務注冊與發(fā)現(xiàn)機制設計，實現(xiàn)了移動自組網(wǎng)的服務應用，減少了服務搜索過程的簇間網(wǎng)絡開銷，提高服務匹配的準確度。同時，通過非集中式服務注冊機制，改變了傳統(tǒng)UDDI協(xié)議難以適應在動態(tài)變化拓撲環(huán)境的弊病，通過簇首節(jié)點存儲注冊信息，實現(xiàn)了

6、局部集中、全局分布的服務注冊與發(fā)現(xiàn)機制。此外，針對TCP協(xié)議在自組網(wǎng)絡中作為傳輸協(xié)議的諸多問題，文章提出了基于UDP傳輸協(xié)議的SOAP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，并考慮到UDP協(xié)議常見的丟包現(xiàn)象，提出了“虛假”服務匹配失敗的問題以及基于離散空間容錯搜索原理的問題解決辦法。仿真實驗表明，該體系架構(gòu)和應用其上的服務發(fā)現(xiàn)機制具有較好地實用性和效率。
　　 論文第三部分工作針對移動自組網(wǎng)中的一類特殊組網(wǎng)模式--機會網(wǎng)絡展開，重點研究了基于機會網(wǎng)絡的信

7、息轉(zhuǎn)發(fā)策略。其一，通過分析信息攜帶節(jié)點和信息本身的前后文狀態(tài)信息，使用卡爾曼濾波預測下一階段的狀態(tài)信息，應用二人非合作博弈機制進行信息轉(zhuǎn)發(fā)決策，使得在機會網(wǎng)絡的信息轉(zhuǎn)發(fā)過程充分考慮信息本身、以及參與轉(zhuǎn)發(fā)決策的雙方節(jié)點相互的因素，尤其是信息接收方的狀態(tài)得以考慮，提高了信息轉(zhuǎn)發(fā)雙方在決策過程中的對等性和公平性，從而，使信息轉(zhuǎn)發(fā)過程定位更準確、交易更公平。其二，針對在博弈過程中由于節(jié)點自私性而可能帶來的欺詐行為，以及由此帶來的損益表的明顯變化