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容迟网络中城区道路网络建模与评估

作　者: 张猛
导　师: 彭伟
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机技术
关键词: 容迟网络 移动模型 道路网络 拓扑 路由
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


容迟网络(Delay-Tolerant Network,DTN)是近年来出现的一种新型网络模型,主要用于频繁间断网络的数据传输。在太空、偏远山区、敌方城市等特殊应用场合,由于环境条件特殊导致网络节点不能持续保持连接,因而可以采用容迟网络技术,以满足军事通信、环境监测、遥感等应用需求。容迟网络中,节点移动将导致网络拓扑频繁变化。移动模型是影响网络拓扑时变特征和路由性能的重要因素,而城市环境下节点的移动行为受道路网络的约束,因此,对道路网络进行建模并分析道路网络对网络拓扑和路由性能的影响具有重要意义。本文阐述了容迟网络的特点、体系结构及相关技术,比较了传统网络、容迟网络在网络特征和路由方式上的区别,对现有的移动模型分类进行了介绍。通过从互联网上获取世界真实城市道路数据,进行道路数据处理并作道路网络属性统计。在分析现有的道路网络模型基础之上,提出了一种带有概率参数的栅格道路网络模型(Probability Grid Road network Model,PGRM),给出基于该模型的道路网络生成流程,并对由此模型生成的道路网络的主要属性进行了分析。分析结果表明,该模型更适合于真实城市内道路网络的建模。为研究道路网络约束对节点移动行为及网络拓扑特性的影响,通过ONE仿真平台,分别使用无道路网络约束的随机路点(Random Way-Point,RWP)移动模型和PGRM道路网络模型下的移动模型进行模拟,对比两类移动模型下网络拓扑性能的差别,而后以PGRM中道路参数及概率参数为研究对象,具体分析道路网络模型参数与网络拓扑性能的关系。通过两种DTN路由协议,对随机路点模型与PGRM道路网络模型下的移动模型进行评估,对比两类移动模型下路由性能的差别。进一步以PGRM的道路参数及概率参数为研究对象,分析道路网络模型参数的改变对路由性能的影响。实验结果表明,道路数量、地图节点数量、道路稀疏程度及子栅格的面积等因素对网络拓扑特性及路由性能有较大的影响。本文工作对城市环境下DTN节点移动模型的研究以及提高DTN路由协议的性能具有参考价值。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 课题研究背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
  1.3 本文的研究工作  13-14
  1.4 本文的组织结构  14-16
第二章 相关研究  16-23
  2.1 受限网络的网络特点  16-17
  2.2 容迟网络体系结构  17-18
  2.3 容迟网络路由技术  18-20
    2.3.1 确定性路由  18-19
    2.3.2 随机性路由  19-20
  2.4 移动模型  20-22
    2.4.1 无地理约束的移动模型  20-21
    2.4.2 地理受限移动模型  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 城区道路网络建模  23-38
  3.1 真实城市道路网络分析  23-28
    3.1.1 真实城市地图数据获取  24
    3.1.2 城市道路网络数据处理  24-27
    3.1.3 城市道路网络属性统计  27-28
  3.2 带有概率参数的栅格道路网络模型  28-37
    3.2.1 栅格模型分析  28-30
    3.2.2 概率参数栅格道路网络模型PGRM  30-31
    3.2.3 PGRM 道路网络模型生成流程  31-32
    3.2.4 PGRM 的Acpd 分析  32-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章PGRM 道路网络模型下DTN 网络拓扑特性分析  38-49
  4.1 ONE 简介  38-39
  4.2 模拟设置  39-41
    4.2.1 模拟参数设置  39-40
    4.2.2 网络拓扑评价指标  40-41
  4.3 RWP 与PGRM 下SPMBM 的网络拓扑特性分析  41-43
  4.4 PGRM 中概率参数对网络拓扑特性的影响  43-47
    4.4.1 参数p=u=1，q 值的影响  43-44
    4.4.2 参数q=1，p=0，u 值的影响  44-45
    4.4.3 参数q=1，u=0，p 值的影响  45-47
  4.5 PGRM 中面积参数对网络拓扑特性的影响  47-48
  4.6 本章小结  48-49
第五章PGRM 模型下的DTN 路由性能分析  49-58
  5.1 模拟设置  49-50
    5.1.1 模拟参数设置  49-50
    5.1.2 路由协议性能评价指标  50
  5.2 路由性能比较分析  50-52
  5.4 PGRM 中概率参数对路由性能的影响  52-55
    5.4.1 参数p=u=1，q 值的影响  52-54
    5.4.2 参数q=1，p=0，u 值的影响  54
    5.4.3 参数q=1，u=0，p 值的影响  54-55
  5.5 PGRM 中面积参数对路由性能的影响  55-57
  5.6 本章小结  57-58
第六章 结束语  58-60
  6.1 工作总结  58
  6.2 工作展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-66
作者在学期间取得的学术成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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