Signal and Data Processing

fa طراحی یک روش مسیریابی کارای پیام در شبکه‌های سیار اجتماعی با استفاده از گروه‌های اجتماعی Design an Efficient Community-based Message Forwarding Method in Mobile Social Networks مقالات پردازش داده‌های رقمی Paper پژوهشي Research یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل در شبکه‌های سیار اجتماعی<a href="#_ftn1" name="_ftnref1" title="">[1]</a> طراحی روش‌ جلورانی<a href="#_ftn2" name="_ftnref2" title="">[2]</a> پیامی است که دارای نرخ دریافت بالا و سربار ارتباطی پایین باشد. روش‌های جلورانی اغلب با افزایش تعداد نسخه‌های پیام سعی در بالا‌بردن نرخ دریافت می‌کنند. افزایش تعداد نسخه‌های پیام از یک طرف باعث افزایش شانس تحویل پیام می‌شود و از سوی دیگر ممکن است، باعث ازدحام در شبکه و کاهش نرخ دریافت شود؛ بنابراین، محدود‌کردن تعداد نسخه‌های پیام و انتخاب گره‌های رله مناسب در راستای افزایش بهرهوری شبکه و کاهش هزینه چالشی است که در این مقاله به آن میپردازیم. در این مقاله یک روش مبتنی بر گروه‌های اجتماعی<a href="#_ftn3" name="_ftnref3" title="">[3]</a> به نام MCCAF<a href="#_ftn4" name="_ftnref4" title="">[4]</a>  برای جلورانی چندنسخه‌ای پیام‌ها ارائه میشود. این روش از مدل مخفی شبه‌مارکوف (HSMM<a href="#_ftn5" name="_ftnref5" title="">[5]</a>) برای یافتن گروه‌های اجتماعی استفاده می‌کند. بدین منظور گروه‌های اجتماعی به حالت‌ها در مدل مخفی شبه‌مارکوف مدل میشوند؛ سپس، احتمال گذار گره‌ها در میان گروه‌های اجتماعی محاسبه و پس از آن با در‌نظر‌گرفتن زمان انقضای پیام‌ها، با محاسبه گروه‌های اجتماعی آینده گره‌های‌ رله و تعداد نسخه‌های منتشر‌شده از پیام، اقدام به انتخاب گره رله و جلورانی پیام میشود. روش MCCAF تعداد نسخه‌های موجود از یک پیام را در شبکه محدود و از انتشار سیل‌آسای پیام جلوگیری میکند. از طرفی این روش سعی می‌کند که به سمت تمامی گروه‌های اجتماعی که مقصد در آنها عضویت دارد نسخه‌ای از پیام را ارسال کند تا ضمن افزایش شانس تحویل موفقیت‌آمیز پیام، تأخیر در تحویل پیام را نیز کاهش دهد. نتایج ارزیابی بر روی داده‌های واقعی نشان‌دهنده کارایی MCCAF نسبت به دیگر روش‌ها از جنبه‌های تأخیر، نرخ دریافت و هزینه جلورانی است. <div>  <hr align="left" size="1" width="33%" > <div id="ftn1"><a href="#_ftnref1" name="_ftn1" title="">[1]</a> Mobile Social Networks (MSNs)</div> <div id="ftn2"><a href="#_ftnref2" name="_ftn2" title="">[2]</a> Forwarding</div> <div id="ftn3"><a href="#_ftnref3" name="_ftn3" title="">[3]</a> Community</div> <div id="ftn4"><a href="#_ftnref4" name="_ftn4" title="">[4]</a> Multi-Copy Community Aware Forwarding (MCCAF)</div> <div id="ftn5"><a href="#_ftnref5" name="_ftn5" title="">[5]</a> Hidden Semi-Markov Model (HSMM)</div> </div>   <div></div> <div style="text-align: justify;">Mobile social networks (MSNs) are a special type of Delay tolerant networks (DTNs) in which mobile devices communicate opportunistically to each other. One of the most challenging issues in Mobile Social Networks (MSNs) is to design an efficient message forwarding scheme that has a high performance in terms of delivery ratio, latency and communication cost. There are two different approaches for message forwarding: the single copy and the multi copy. In the single copy schemes, only one copy of a message exists in the network, which is carried by a custodian relay. On the other hand, in multi copy schemes more than one copy of the message exist. Although the multi copy schemes generally have superior performance in terms of delivery ratio and latency, they incur high congestion in the network, which consequently degrades the network performance and increases message forwarding cost. Therefore, we present a scheme for managing the number of replica and selecting appropriate relays in order to increase the performance and decrease the forwarding cost. In this paper, we present a novel message forwarding scheme, named Multi Copy Community Aware Forwarding (MCCAF), for managing the number of message replicas and selecting appropriate relays in order to increase the performance and decrease the forwarding cost. MCCAF only forwards one replica of message to each community that the destination node belongs to it. In order to find communities and nodes’ future communities, MCCAF exploits a hidden semi-Markov model (HSMM). In the proposed method, hidden states represent communities and environmental chronological information such as location, visited nodes and access points are modeled as observation in HSMM. To have a more precise community prediction, the semi-Markov model is extended to compute the likelihoods of a node being in a particular community after N transitions. After that, appropriate relays are selected to forward a message with taking into account the message expiration time, future communities of relays and the number of message replica. Evaluation results on real traces demonstrate that the MCCAF has superior performance over rival schemes in terms of delivery ratio, latency, and forwarding cost. Specifically, MCCAF yields on average about 8% better delivery ratio and about 23% less delivery delay than the nearest rival method.</div> جلورانی پیام, مسیریابی, شبکه‌های سیار اجتماعی, جلورانی چند‌نسخه‌ای, گروه‌ اجتماعی, مدل مخفی شبه‌مارکوف Forwarding, routing, mobile social networking, multi copy, community, hidden semi-Markov model 1 18 http://jsdp.rcisp.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2075-1&slc_lang=fa&sid=1 Bahman Ravaei بهمن روایی b.ravaei@gmail.com 100319475328460011419 100319475328460011419 Yes Yasuj University دانشگاه یاسوج Keyvan Rahimizadeh کیوان رحیمی زاده rahimizadeh@gmail.com 100319475328460011420 100319475328460011420 No Yasuj University دانشگاه یاسوج