【摘要】：隨著現(xiàn)代移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型和業(yè)務(wù)流量的爆炸式增長,現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)在流量高峰期所面臨的負(fù)載壓力日益嚴(yán)重。基站轉(zhuǎn)發(fā)的通信模式已經(jīng)無法滿足未來海量移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對系統(tǒng)大容量、低延時、低能耗的通信需求。智能設(shè)備計算和存儲能力的提升,使得基于設(shè)備直通技術(shù)(Device-to-Device,D2D)的分布式存儲系統(tǒng)成為解決海量移動數(shù)據(jù)的可靠存儲與下載問題的關(guān)鍵機(jī)遇。本文主要針對D2D分布式存儲系統(tǒng)中設(shè)備流動性的問題,以降低數(shù)據(jù)下載和修復(fù)開銷為研究目標(biāo),結(jié)合復(fù)制、最大距離可分(Maximum Distance Separable,MDS)碼、再生碼等分布式冗余容錯策略,擬構(gòu)建D2D鏈路可用性強(qiáng)和成本低的無線數(shù)據(jù)存儲與修復(fù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。詳細(xì)分析網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和存儲方案參數(shù)對系統(tǒng)通信開銷的影響,并獲取不同參數(shù)和方案下的最優(yōu)修復(fù)間隔,進(jìn)而提出一種綜合復(fù)制和MDS碼的特點(diǎn)的雙倍復(fù)制MDS緩存方案,改善了MDS碼在D2D分布式存儲網(wǎng)絡(luò)中修復(fù)和下載開銷。具體內(nèi)容圍繞以下幾個方面展開:首先,論文研究了D2D分布式存儲系統(tǒng)模型,并對通信開銷進(jìn)行分析。針對節(jié)點(diǎn)進(jìn)出系統(tǒng)的隨機(jī)過程,采用定期修復(fù)數(shù)據(jù)的方式來維護(hù)D2D鏈路的可用性。在瞬時修復(fù)條件下,比較復(fù)制、MDS碼、再生碼等不同方案及相關(guān)參數(shù)對通信開銷的影響,得出在瞬時修復(fù)條件下,2-復(fù)制方案的通信開銷最小的結(jié)論。另一方面,在周期修復(fù)條件下,比較不同存儲方案的通信開銷及最大修復(fù)間隔,發(fā)現(xiàn)最大修復(fù)間隔與編碼方案的容錯性有關(guān),容錯率越高,最大修復(fù)間隔的取值范圍越大,選擇合適的存儲方案和修復(fù)間隔可以降低通信成本。其次,論文著重研究了D2D鏈路可用性和修復(fù)間隔對通信開銷的影響。通過局部下載域的影響分析,發(fā)現(xiàn)連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)越少,通過D2D鏈路下載文件的概率越大,得到較低的下載開銷。在請求頻率較高時,從D2D鏈路可用性和通信開銷來看,MDS碼更具有優(yōu)勢,且存在最優(yōu)的修復(fù)時間間隔,根據(jù)D2D修復(fù)成功概率和D2D下載成功概率推導(dǎo)得出。最后,針對MDS碼修復(fù)帶寬較大的問題,提出了一種綜合MDS和復(fù)制方案的雙倍復(fù)制MDS存儲策略。通過備份編碼數(shù)據(jù)改善系統(tǒng)性能,不僅降低了單個節(jié)點(diǎn)的修復(fù)帶寬,還提高了D2D鏈路的可用性,使修復(fù)和下載開銷得到了大幅度降低,擴(kuò)展了冗余容錯修復(fù)策略在D2D分布式存儲網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

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10 雨o，

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