資源受限的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)路由調(diào)度問題研究.pdf

1、延遲容忍網(wǎng)絡(luò)（容遲網(wǎng)絡(luò)）是近年來無線網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域中的一個(gè)新興的概念，泛指由于節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、射頻范圍、能量調(diào)度、休眠機(jī)制和環(huán)境干擾等原因而難以維持穩(wěn)定的端到端傳輸路徑，甚至絕大部分時(shí)間處于中斷狀態(tài)的一類網(wǎng)絡(luò)。延遲容忍網(wǎng)絡(luò)涵蓋了除Internet以外的許多其他網(wǎng)絡(luò)，如無線自組織網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、野生動(dòng)物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、戰(zhàn)爭網(wǎng)絡(luò)、偏遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)等。
　　 由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性、休眠調(diào)度、能量限制以及環(huán)境因素的干擾等原因，延遲容忍網(wǎng)絡(luò)往往具有長

2、而變動(dòng)的延遲、傳輸中斷、高傳輸錯(cuò)誤率、數(shù)據(jù)傳輸相對速率差異大等特性。延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的提出就是希望為這些網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)包丟失、延遲過大、錯(cuò)誤發(fā)生、可能暫時(shí)性沒有連接的環(huán)境下提供一定品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。延遲容忍網(wǎng)路由調(diào)度的關(guān)鍵問題是如何既達(dá)到高傳輸性能（即高成功率和低延遲等）又可以維護(hù)低資源消耗（如帶寬和節(jié)點(diǎn)容量等）。由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的異構(gòu)性和多樣性，路由調(diào)度面臨的挑戰(zhàn)各不相同，特別是當(dāng)傳輸帶寬和節(jié)點(diǎn)容量受限時(shí)，問題將變得更加復(fù)雜。因而延遲容忍網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為

3、是實(shí)現(xiàn)“無處不在的網(wǎng)絡(luò)”的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具有重要的研究意義。
　　 本文在國家973和自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，開展了資源受限的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)路由調(diào)度問題研究。本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1.提出基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)流的集中式延遲容忍網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模型，用以模型化傳輸帶寬和節(jié)點(diǎn)容量受限的延遲容忍網(wǎng)路由調(diào)度問題，并借助現(xiàn)行的最小費(fèi)用最大流的經(jīng)典算法設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)全局路由策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此協(xié)議在傳輸成功率、傳輸延遲和跳數(shù)上

4、均優(yōu)于其他協(xié)議；
　　 2.提出基于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)流算法的半分布式延遲容忍網(wǎng)在線路由調(diào)度策略。該策略可應(yīng)用于大多數(shù)延遲容忍網(wǎng)絡(luò)場景。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都各自建立靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)流模型，并根據(jù)最小費(fèi)用最大流的結(jié)果進(jìn)行路由調(diào)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此協(xié)議的傳輸延遲比其他協(xié)議至少縮短49％。同時(shí)，其傳輸成功率也是比較的協(xié)議中最高的；
　　 3.提出基于蟻群算法的分布式延遲容忍網(wǎng)路由調(diào)度策略。該算法利用蟻群算法的特性提高對延遲容忍網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)