移動(dòng)自組網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)合作方法的研究.pdf

1、移動(dòng)自組網(wǎng)是由多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)臨時(shí)組成的一個(gè)不依賴(lài)任何基礎(chǔ)通信設(shè)施的多跳無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。由于缺乏基礎(chǔ)設(shè)施的支持，再加上節(jié)點(diǎn)有限的傳輸范圍，源節(jié)點(diǎn)往往不能直接把數(shù)據(jù)傳到目的節(jié)點(diǎn)，而需要借助鄰居節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)功能。在移動(dòng)自組網(wǎng)中，如果沒(méi)有節(jié)點(diǎn)間的合作，路由將不能建立，數(shù)據(jù)包將不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點(diǎn)間也就不能存在多跳通訊。但是節(jié)點(diǎn)間的合作，例如為其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，不是總能被保證的。網(wǎng)絡(luò)中的自私節(jié)點(diǎn)可能會(huì)出于節(jié)省自己資源（如能量）的目的，拒絕為網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)

2、數(shù)據(jù)，從而表現(xiàn)不合作行為，這將嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的性能。移動(dòng)自組網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)合作方法的目的正是用于迫使或激勵(lì)自私節(jié)點(diǎn)參與網(wǎng)絡(luò)合作，從而維持網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
　　本文對(duì)基于信譽(yù)的節(jié)點(diǎn)合作方法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了基于共同鄰居監(jiān)聽(tīng)的節(jié)點(diǎn)合作方法(Common-neighbor Monitoring enabled Cooperation enforcement scheme，CMC)，通過(guò)引入共同鄰居監(jiān)聽(tīng)技術(shù)，看門(mén)狗在對(duì)下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)的同時(shí)

3、，還對(duì)周?chē)幌嚓P(guān)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，加快了系統(tǒng)對(duì)自私節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)速度。在路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，CMC方法還對(duì)路由控制消息進(jìn)行了過(guò)濾，丟棄那些含有自私節(jié)點(diǎn)的路由請(qǐng)求包和路由應(yīng)答包，使源節(jié)點(diǎn)所發(fā)現(xiàn)的路由能夠盡量繞過(guò)自私節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步減小自私節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。
　　在采用直接信息計(jì)算節(jié)點(diǎn)信譽(yù)值的方法中，雖然檢測(cè)準(zhǔn)確度較高，并且實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易，但對(duì)自私節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)速度較慢，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的自私節(jié)點(diǎn)，于是本文進(jìn)一步提出了TORA協(xié)議增強(qiáng)合作方法

4、(TORA protocol with Cooperation Enhanced, TORA CE)，采用一跳信息計(jì)算節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)值，加快了對(duì)自私節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)速度。TORA CE方法基于TORA協(xié)議，是一種多徑路由自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)合作方法，每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有多條通往目的節(jié)點(diǎn)的路徑，在發(fā)現(xiàn)自私節(jié)點(diǎn)后，能夠快速切換路由，減小了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中丟包的概率。TORA CE方法具有更好的分布式特點(diǎn)，能夠?qū)⒆运焦?jié)點(diǎn)引發(fā)的路由變化限制在自私節(jié)點(diǎn)附近較小的范圍內(nèi)。

5、>　　利用博弈論和機(jī)制設(shè)計(jì)理論分析并設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)合作方法是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文還對(duì)基于VCG機(jī)制的節(jié)點(diǎn)合作方法進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了低負(fù)載合作協(xié)議(A Low Message-Overhead Cooperation Protocol, LMOCP)。LMOCP協(xié)議是對(duì)Ad hoc-VCG和LOTTO協(xié)議的一個(gè)改進(jìn)，修正了Ad hoc-VCG協(xié)議中所存在的四個(gè)缺點(diǎn)，并且具有更低的消息負(fù)載。通過(guò)引入鄰居發(fā)現(xiàn)過(guò)程，節(jié)點(diǎn)周期地以最大傳

6、輸功率發(fā)送廣播消息，使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能隨時(shí)計(jì)算出所有鄰居到自己的最小傳輸功率，同時(shí)還對(duì)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)，減少了路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中控制消息的數(shù)量。本文還從理論上對(duì)LMOCP協(xié)議的正確性進(jìn)行了分析，證明了LMOCP協(xié)議是事后納什可實(shí)現(xiàn)的，在所有節(jié)點(diǎn)都是理性的這一共同知識(shí)的假定下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)策略是誠(chéng)實(shí)地報(bào)告自己的轉(zhuǎn)發(fā)價(jià)格。
　　但是LMOCP協(xié)議中的消息負(fù)載依然很大，為此本文進(jìn)一步提出了廣播樹(shù)增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)合作協(xié)議(Broadcast-tr