延遲容忍網(wǎng)絡數(shù)據(jù)聚集算法研究.pdf

1、延遲容忍網(wǎng)絡主要是指由于節(jié)點移動、部署稀疏等原因而使得端到端的數(shù)據(jù)傳輸路徑常常處于間歇性連通或者長時間中斷狀態(tài)的一類網(wǎng)絡。數(shù)據(jù)聚集，通過將相關聯(lián)的數(shù)據(jù)包進行聚集操作來提高數(shù)據(jù)傳輸效率，是傳統(tǒng)靜態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡中的一種高效的數(shù)據(jù)收集機制，能夠有效地降低數(shù)據(jù)收集過程中的節(jié)點能耗。將數(shù)據(jù)聚集機制引入到動態(tài)的延遲容忍網(wǎng)絡環(huán)境中，研究設計延遲容忍網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)聚集算法，能夠有效地降低動態(tài)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)收集的能耗，具有重要的研究意義。
　　 現(xiàn)有的數(shù)

2、據(jù)聚集算法大多數(shù)是針對于靜態(tài)的無線傳感器網(wǎng)絡而言的，主要包括基于環(huán)或樹型結構的數(shù)據(jù)聚集算法、基于多路徑的數(shù)據(jù)聚集算法和無結構的數(shù)據(jù)聚集算法。這些算法要么事先構建一個基于環(huán)的或基于樹型的聚集結構，然后在此基礎上進行數(shù)據(jù)聚集操作，要么直接根據(jù)網(wǎng)絡拓撲動態(tài)選路，然后進行數(shù)據(jù)聚集操作，但無論哪種算法都是基于整個網(wǎng)絡具有穩(wěn)定的端到端傳輸路徑這一基本假設的。而在延遲容忍網(wǎng)絡中，這一基本假設已不成立，沒有穩(wěn)定的端到端傳輸路徑，這些算法不能有效地對相關

3、數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)聚集操作。因此，本文在國家自然科學基金項目的支持下，開展了延遲容忍網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)聚集問題研究，提出了一個無輔助節(jié)點的數(shù)據(jù)聚集算法和帶輔助節(jié)點的數(shù)據(jù)聚集算法。本文的主要工作以及創(chuàng)新點如下：
　　 1)本文提出了延遲容忍網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)聚集算法-DADTN算法。該算法在數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮罄^選擇方面，同時考慮了后繼結點的局部聚集能力和到終點成功傳輸?shù)慕桓赌芰?。并且，根?jù)數(shù)據(jù)包的生存時間和失效時間動態(tài)地調整了聚集能力和交付能力在后繼選擇時所

4、占的比重。在使得數(shù)據(jù)盡可能地傳輸?shù)侥康墓?jié)點的同時，考慮了數(shù)據(jù)包的網(wǎng)內聚集，一方面能夠保證網(wǎng)絡傳輸?shù)某晒β剩硪环矫嫱ㄟ^網(wǎng)內聚集以減少網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)包的數(shù)量來達到節(jié)約能耗的目的。
　　 2)本文針對包含輔助節(jié)點Throwbox的延遲容忍網(wǎng)絡，提出了一個數(shù)據(jù)聚集算法——DAT算法。Throwbox是一種位置固定且具有緩存功能的輔助節(jié)點。我們在概率模型下計算了任意兩個Throwbox節(jié)點的期望傳輸延遲，并在此基礎上利用近似算法在Throw