突发灾难环境下混合式移动社会网络的消息分发机制研究

Timely and efficient message dissemination will be beneficial for grabbing the golden period of emergency relief when disasters happen abruptly. The existing message dissemination methods are lack of efficiency and even unavailable under the resource-constrained, connection-constrained and mobility-constrained disaster environments. Therefore, we explore new ways to disseminate messages efficiently by using complementary features and weak feedback capabilities of hybrid mobile social networks (HMSNs) under such environments. Firstly, a message generation method based on event-correlation awareness is proposed for reducing redundancy at sources and useless load injected in networks. Secondly, a hybrid topology model is built to realize efficient message routing by avoiding the impact of complex topologies and environmental factors. Furthermore, using deterministic local resources and non-deterministic global states, a message dissemination control mechanism based on weak feedback of network states is proposed for enhancing performance of message dissemination, and an opportunistic message dissemination enhancing with ferries is proposed for improving network connectivity capability. This project is a new trial for guaranteeing the efficiency of message dissemination under disasters, and provides theories and methods for further applications of hybrid mobile social networks.

突发灾难时，及时高效的消息分发将为紧急救援抢得“黄金时间”。在以资源受限、连接受限和移动受限为典型特征的突发灾难环境下，现有消息分发机制效率较低甚至失效。在此背景下，提出混合式移动社会网络的消息分发机制研究，探索利用网络状态弱反馈能力和结构互补特性进行高效消息分发的新途径。首先，提出一种基于事件关联感知的消息生成方法，从源头上减少冗余，降低注入到网络中的无效负载；其次，提出一种基于混合拓扑模型的选路方法，降低复杂拓扑结构和环境因素的影响，提升消息选路效率；再次，提出一种基于网络状态弱反馈的消息分发控制机制，利用确定性局部资源和不确定性全局状态来增强消息分发能力；最后，提出一种基于摆渡策略的消息分发机会增强方法，探索不受普通节点移动模式限制的摆渡策略，弥补网络连通能力不足的问题。以上目标的实现，将为突发灾难时的消息分发效率保障提供新途径，为混合式移动社会网络的实际应用提供理论依据和方法参考。

本课题针对突发灾难环境下的混合式移动社会网络的消息分发机制进行研究，实现了利用网络状态弱反馈能力和结构互补特性进行高效消息分发的能力。首先，对突发灾难环境下的低冗余消息生成方法进行了研究，从事件链分析、逻辑域划分、拓扑信息收集的角度出发，提出了从消息源头减少冗余的方法，降低了注入到网络中的无效负载；其次，对突发灾难环境下的消息分发选路方法进行了研究，提出了面向多逻辑域的消息转发和基于令牌控制的消息转发两种策略，同时考虑到路由计算代价和计算需求，提出了计算资源受限环境下的计算负载迁移方法以提升消息路由的时效性；再次，对突发灾难环境下的消息分发控制进行了研究，从网络缓存资源控制、数据分流控制、多副本路由缓存管理等角度，利用确定性局部资源和不确定性全局状态增强了系统的消息分发控制能力；最后，对突发灾难环境下的机会连接增强方法进行了研究，提出了资源受限条件下利用D2D进行机会合作传输模式、利用UAV辅助的无线网络合作传输与计算模式，弥补了网络连通能力不足的问题。以上目标的实现，为突发灾难时的消息分发效率保障提供了新的途径，为混合式移动社会网络的实际应用提供了理论依据和方法参考。