节点能量敏感的容迟容断网络概率路由算法

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引言
容 迟 / 容 断 网ห้องสมุดไป่ตู้络 （ Delay / Disruption Tolerant Network，
平均副本数， 并降低了能量消耗。 为合理利用网络中的能量 本文提出一种节点能量敏感的概率路由算法 ， 在消 传输消息， 息转发和缓存管理上体现了节能的理念 ， 延长了网络寿命。
DTN） ［1 － 2］ 是 一 类 采 用“存 储—携 带—转 发 ” 机制的新型网 络， 主要应用于深空通信、 战争网络、 移动自组网， 以及无线传 感器网络等。在 DTN 中， 由于节点的移动性通常不存在一条 而且节点的缓存资源和能量有限 ， 存在较 完整的端到端路径， 因此传统的 Internet 路由协议不能获得理想 大且可变的时延， 的性能。 为了在链路间歇中断的情况下提高消息传输的效率 ， 研 ［3 － 4 ］ 。 Epidemic 算 究人员提出了几种典型的 DTN 路由算法 法
Journal of Computer Applications 计算机应用，2012，32( 12) : 3512 － 3516 文章编号： 1001 － 9081 （ 2012 ） 12 － 3512 － 05
ISSN 1001-9081 CODEN JYIIDU
2012-12-01 http: / / www． joca． cn doi： 10． 3724 / SP． J． 1087． 2012． 03512
节点能量敏感的容迟 / 容断网络概率路由算法
付 凯 ，夏靖波，李明辉
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( 空军工程大学 信息与导航学院，西安 710077) ( * 通信作者电子邮箱 fukaia3@ yahoo． com． cn)
摘
要：针对容迟 / 容断网络（ DTN） 中节点能量受限的问题 ， 提出一种节点能量敏感的概率路由算法 。 该算法将
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Abstract: Considering the problem of limited energy in Delay / Disruption Tolerant Network ( DTN) ， a node energyaware probabilistic routing algorithm was proposed． Nodes in network were distinguished according to energy situation， and different message delivery mechanism and energyefficient buffer management strategy were adopted in order to achieve the balance between delivery ratio and energy consumption． Simulations indicate that the algorithm improves delivery ratio and reduces overhead ratio on low energy consumption， and has better performance on network lifetime compared with other algorithms． Key words: Delay / Disruption Tolerant Network ( DTN) ; routing algorithm; energyaware; message delivery; buffer management
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网络模型和问题描述
基于节点能量的网络模型 在网络中， 每个节点都被赋予一个初始能量 E init ， 节点实
为了方便研究节点能量对路由选择的影 时剩余能量为 E res 。 ， 响 本文依据节点能量剩余率 R E （ R E = E res / E init ） 设置能量状 并将网络中的节点划分为 态门限 E state 和能量告警门限 E warn ， 高能节点（ R E ≥ E state ） 、 低能节点（ E warn ＜ R E ＜ E state ） 和濒危 同时， 根据节点是否能够补充能量设置充 节点（ R E ≤ E warn ） 。 能标识 RECHARGE， 由此划分充能节点（ RECHARGE = 1 ） 和 非充能节点 （ RECHARGE = 0 ） 。 本文将节点的能耗主要分为 三类： 发送消息时的能耗 E t 、 接收消息时的能耗 E r 和维持路 另外， 在 由发现所需的扫描能耗 E s ， 并且满足 E t ＞ E r ＞ E s 。 所研究的网络中具有以下假设条件 ： 1 ） 维持节点移动性等所需的能量消耗不在考虑范围之 如车载、 机载等通信设备的运动能耗由车辆或飞行器提 内， 供。 2 ） E t 和 E r 依据每次接收或发送一个数据包计算 ， Es 为 并认为以上均为固定值 ， 当能量耗尽时不 每分钟的扫描能耗， 再进行扫描和收发消息 。 3 ） 节点充能时补充至初始能量 ， 充能所需时间忽略 不 计。
Node energyaware probabilistic routing algorithm for delay / disruption tolerant network
FU Kai ，XIA Jingbo，LI Minghui
( Institute of Information and Navigation， Air Force Engineering University， Xi an Shaanxi 710077 ， China)
网络中的节点划分能量状态 ， 针对不同能量状态的节点采取有区别的消息转发机制和节能的缓存管理策略 ， 实现消 息交付率与网络能耗之间的平衡 。仿真结果表明， 与其他几种算法相比， 该算法能够在低能耗的基础上提高消息交 付率并降低网络开销， 具有较长的网络寿命。 关键词：容迟 / 容断网络； 路由算法； 能量敏感； 消息转发； 缓存管理 中图分类号： TP393． 01 文献标志码：A