应急通信场景下基于DTN的消息传输算法研究

摘  要：为了解决传统延迟容忍网络（Delay Tolerant Networks， DTN）路由算法在灾后复杂场景中数据投递率低、延迟高、路由开销大等问题，提出适用于灾后场景的DTN路由算法。该算法分析灾后场景中节点的特点，根据节点的规律性移动轨迹，计算每个节点到已知目的地的路径成本。再综合考虑节点的剩余缓存，使用熵权法平衡上述参数，计算副本分配数量。文中使用模拟器仿真了该方案，并将结果与以前的DTN路由算法进行了比较。评估结果表明，与以前的方法相比，文中方法减少了每条消息的资源开销，同时能够保持良好的传递率。

关键词：中继节点；DTN；路由算法；应急通信

中图分类号：TP391.4；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2023）09-0086-04

Abstract： In order to solve the problems of low data delivery rate， high latency， and high routing overhead of traditional delay tolerant network routing algorithms in complex post disaster scenarios， a DTN routing algorithm suitable for post disaster scenarios is proposed. This algorithm analyzes the characteristics of nodes in post disaster scenarios and calculates the path cost of each node to a known destination based on its regular movement trajectory. Taking into account the remaining cache of nodes， the entropy weight method is used to balance the above parameters and calculate the number of replica allocation. The scheme is simulated by using a simulator in this paper， and the results are compared with previous DTN routing algorithms. The evaluation results show that compared with previous methods， the proposed method reduces the resource overhead of each message while maintaining a good delivery rate.

Keywords： relay node; DTN; routing algorithm; emergency communication

0  引  言

网络中的所有节点设备均支持TCP/IP协议，网络中的安全机制可以保证消息的不丢包。然而近些年来，由于世界各地自然灾害频繁发生，造成了难以估量的经济损失以及无法抹去的伤害，并且使得许多情况无法使用TCP/IP协议。灾后恢复通信对于后期的救援工作非常重要，因为只有在了解灾后情况的前提下，救援队才能更好地组织救援行动。

在实际自然环境下，由于紧急、突发情况往往是不可预测的，因此重大的灾难发生后往往会造成大范围的电力、道路以及通信设备的损毁，同时还会出现通信业务需求激增等现象，这时便可能会出现灾区通信困难、网络资源受限、数据传输拥塞，从而出现不能正常进行通信等问题。因此，灾后应急通信网络如何有效地建立是一个具有重要研究意义的方向。……