11、机会网络中能量感知DTN路由协议的性能分析

机会网络中能量感知DTN路由协议的性能分析

1. 引言

在源节点和目标节点之间不存在完全连通路径的挑战性环境中，可以使用容迟网络（DTN）进行数据传输。通常，源节点将消息副本传输给相邻节点，消息副本在相邻节点间不断传递，直至到达目标节点。虽然已经提出了多种DTN路由协议来提高性能和减少资源消耗，但大多数协议并未考虑能量消耗问题。

现代科技为智能手机、平板电脑和个人电脑等设备增添了诸多功能，这些功能消耗了大量电池电量，而设备的可用电量是有限的。因此，在协议实现过程中，降低能源资源的消耗至关重要。研究的目标是实现具有节能约束的DTN路由协议，包括Epidemic、PRoPHET、MaxProp、Spray-and-Wait和Spray-and-Focus，并考虑四个性能参数：消息传递概率、平均延迟、开销比率和平均剩余能量，同时改变节点数量、模拟时间、生存时间（TTL）和缓冲区大小。

容迟网络的应用场景广泛，涵盖深海通信、车辆通过路边无线基站接入互联网、野生动物监测与追踪、环境监测（如水质监测和路边噪音监测）以及星际互联网等领域。能量消耗是现代计算和通信系统性能与部署的关键因素，因为硬件设备的能量有限，所以必须考虑节点的剩余能量。

2. 相关工作

此前有一些关于DTN路由协议能量相关的研究。Cabacas等人研究了平均剩余能量与死亡节点数量之间的关系，发现随着节点数量的增加，平均剩余能量会减少，并且消息生成时间是减少网络中消息流量的重要因素，较少的消息流量可减少节点的能量消耗。Rodrigues等人研究了发送和接收消息所需的能量，以及寻找相邻节点所需的能量。Bista等人使用三种移动性模型分析了能量消耗率，并比较了消息传递概率和消息开销比率。