資源受限的延遲容忍網(wǎng)絡路由調度問題研究.pdf

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

2、而變動的延遲、傳輸中斷、高傳輸錯誤率、數(shù)據(jù)傳輸相對速率差異大等特性。延遲容忍網(wǎng)絡的提出就是希望為這些網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)包丟失、延遲過大、錯誤發(fā)生、可能暫時性沒有連接的環(huán)境下提供一定品質的網(wǎng)絡服務。延遲容忍網(wǎng)路由調度的關鍵問題是如何既達到高傳輸性能（即高成功率和低延遲等）又可以維護低資源消耗（如帶寬和節(jié)點容量等）。由于網(wǎng)絡結構的異構性和多樣性，路由調度面臨的挑戰(zhàn)各不相同，特別是當傳輸帶寬和節(jié)點容量受限時，問題將變得更加復雜。因而延遲容忍網(wǎng)絡被認為

3、是實現(xiàn)“無處不在的網(wǎng)絡”的一項關鍵技術，具有重要的研究意義。
　　 本文在國家973和自然科學基金等項目的支持下，開展了資源受限的延遲容忍網(wǎng)絡路由調度問題研究。本文的主要研究內容與創(chuàng)新點如下：
　　 1.提出基于動態(tài)網(wǎng)絡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)點容量受限的延遲容忍網(wǎng)路由調度問題，并借助現(xiàn)行的最小費用最大流的經(jīng)典算法設計并實現(xiàn)最優(yōu)全局路由策略。實驗結果表明此協(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)絡流算法的半分布式延遲容忍網(wǎng)在線路由調度策略。該策略可應用于大多數(shù)延遲容忍網(wǎng)絡場景。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，每個節(jié)點都各自建立靜態(tài)網(wǎng)絡流模型，并根據(jù)最小費用最大流的結果進行路由調度。實驗結果表明此協(xié)議的傳輸延遲比其他協(xié)議至少縮短49％。同時，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)絡拓撲動態(tài)