[发明专利]一种机会网络中基于币值信息的节点检测方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及机会网络中自私节点的激励算法，特别涉及一种机会网络中基于币值信息的节点检测方法。

背景技术

机会网络(opportunistic networking，ON)不同于传统的移动自组织网络(mobile Ad-hoc networks，MANET)，网络中节点间的消息传输并不需要一条完整的通信路径，节点之间的通信是通过彼此之间的相互转发完成的。机会网络中节点间消息的传输采用了“存储-携带-转发”(store-carry-forward)模式，这种模式给机会网络带来了巨大的应用潜力和挑战。

目前，大量专家和研究人员投身到机会网络的相关研究中，其中，机会网络相关路由机制的研究得到了迅速的发展，人们提出了很多有效提高网络性能的路由算法，如epidemic routing，spray and wait等路由算法。但是，这些路由算法都是在假设了网络中进行消息传输的节点之间是完全合作的前提下实现的。然而，事实上由于网络中节点的能量、缓存空间和带宽的有限性以及节点各自的偏好性等，网络中的节点之间并不是完全合作的，网络中的节点会表现出一定的自私性，造成了网络性能的降低。

针对节点的自私性，人们提出了各种激励机制来激励节点的合作，其中，由于机会网络的特殊性质，使得基于声誉的策略和基于TFT(tit-for-tat)的策略研究较少，基于虚拟币支付的策略被广泛研究，而且也提出了几个比较经典的激励策略。如MobiCent机制(参见文献：Cheng Gang,Song Mei,Zhang Yong et al.Routing protocol based on social characteristics for opportunistic networks[J].The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications,2014,21(1):67-73.)的主要思想是使用MDR(multiplicative decreasing reward)算法计算报酬，有效解决了机会网络中的边缘注入和边缘隐藏攻击问题，激励了网络中节点的合作。FRAME方案(参见文献：LI Feng,WU Jie.FRAME:an innovative incentive scheme in vehicular network[C]//Proceedings of IEEE International Conference on Communications 2009.Dresden:IEEE,2009:1-6.)的主要思想是将虚拟币策略分为加权奖励部分和抽奖部分。其加权奖励部分利用函数计算节点权重，并根据所求的权重分配节点奖励，而抽奖部分是给参与转发并成为中奖者的节点固定的奖赏。通过虚拟币的方式激励了机会网络中节点的合作，有效解决了网络中节点的自私性问题，提高了网络的性能。

然而以上基于虚拟币支付的激励策略存在很多不足：基于虚拟币的激励机制需要节点间通过支付一定的虚拟货币来完成转发服务，这就需要网络中有一个可信任的第三方信任机制，并且在该策略中网络拓扑的构建需要假设节点具有全局知识，这在延迟容忍的机会网络中显然是很难实现的。此外，基于虚拟币的激励机制只针对最初的节点自私性进行处理，并没有对后期活跃节点出现的自私偏好性进行监督管理，使得网络中具有偏好自私性的富裕节点的存在，导致网络性能的下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机会网络中基于币值信息的节点检测方法，该方法主要是在虚拟币支付策略运行一段时间后，通过对活跃节点的周期性检测，判断这些活跃节点该节点是否出现偏好自私性，并对出现偏好自私性的活跃节点进行惩罚、降低其服务等级，从而合理地激励节点间的合作，同时有效地提高网络的平均传输时延和成功交付率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机会网络中基于币值信息的节点检测方法，包括以下步骤：步骤一：建立系统模型，使每个节点的缓存中存储网络中所有节点的虚拟币值哈希表；步骤二：设计检测策略，根据Zipf和经济学中的基尼系数定理检测出富裕节点；步骤三：对富裕节点进行周期性检查，检测出具有偏好自私性的富裕节点；步骤四：对这些具有偏好自私性的富裕节点进行惩罚处理，降低其服务等级，以此来激励节点间的合作。