【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過過去20多年的飛速發(fā)展,特別是移動(dòng)多跳無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量快速增長(zhǎng),帶來了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗的與日俱增。美國(guó)環(huán)保署(EPA)公布的一項(xiàng)數(shù)據(jù)表明：目前美國(guó)數(shù)據(jù)中心消耗的電力已經(jīng)占到美國(guó)全部電力使用量的2%,并且仍以12%的速度遞增。2008年服務(wù)域互聯(lián)網(wǎng)的路由器、服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等設(shè)備共消耗8680億度電,占全球總耗電量的5.3%,按照目前增長(zhǎng)趨勢(shì),2025年信息通信行業(yè)的平均能耗將是2006年的5倍。網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)⒏?達(dá)到13倍。網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中一半以上的能耗是無線網(wǎng)絡(luò)的能源消耗。因此研究能夠大幅度提高移動(dòng)多跳無線網(wǎng)絡(luò)能效的傳輸機(jī)制已經(jīng)成為當(dāng)前無線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。移動(dòng)多跳無線網(wǎng)絡(luò)的流量與有線網(wǎng)絡(luò)流量相似,具有動(dòng)態(tài)性,隨機(jī)性等流量特點(diǎn),這將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)存在能耗過高和能效較低等問題,另外網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和鏈路的利用率過低,流量負(fù)載分配不均衡都是引起網(wǎng)絡(luò)能效低的因素。本課題針對(duì)這些問題,根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)提出了不同的優(yōu)化模型,以此來提高網(wǎng)絡(luò)的能效。首先,根據(jù)鏈路參數(shù)感知進(jìn)行多維協(xié)同能效優(yōu)化。本文以最大化鏈路利用率為目標(biāo),進(jìn)行優(yōu)化建模,提出了貪婪算法與Dijkstra算法相結(jié)合的路由算法(GreDRA),該算法模型主要包括貪婪算法選路和Dijkstra算法選路兩部分。設(shè)置鏈路剩余帶寬為路由權(quán)重,以通過最大化鏈路利用率來提高網(wǎng)絡(luò)能效,并通過重路由策略保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。其次,考慮到移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓?本文提出了基于場(chǎng)的路由算法(FBRA),通過對(duì)源節(jié)點(diǎn)劃分不同能量場(chǎng),以減少計(jì)算量,尤其是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)。其中每個(gè)能量場(chǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)都是下一跳節(jié)點(diǎn)的備選集,并通過控制節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率選擇能效最大的路徑。最后,針對(duì)移動(dòng)多跳無線網(wǎng)絡(luò)的特性,聯(lián)合鏈路參數(shù)和節(jié)點(diǎn)參數(shù)感知,進(jìn)行能效優(yōu)化�？紤]鏈路的實(shí)時(shí)帶寬變化和節(jié)點(diǎn)移動(dòng)帶來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)時(shí)變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響,提出了基于鏈路空閑度的能效優(yōu)先路由算法(LLEEF)。該算法不僅提高了網(wǎng)絡(luò)能效,同時(shí)讓更多的流量選擇已經(jīng)開辟的鏈路,也保證了鏈路利用率的提高。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2587448