本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)據(jù)調(diào)度與檢索的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳播方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線數(shù)據(jù)廣播是一種高效的并被廣泛接受的數(shù)據(jù)傳送方法。由于在無線網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)用戶數(shù)目的增加以及硬件基礎(chǔ)設(shè)施的限制,怎樣由多條并行信道將各種各樣的公共信息有效地傳播給大量移動(dòng)用戶是一個(gè)急需解決的問題。因而,對(duì)此問題研究的關(guān)鍵是如何設(shè)計(jì)高效數(shù)據(jù)調(diào)度以及檢索方法,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳播、延長移動(dòng)設(shè)備的電池生命周期、提高網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、合理的利用帶寬、以及節(jié)省用戶等待時(shí)間等。在數(shù)據(jù)調(diào)度研究方面,本文研究如何在多條信道上合理地放置數(shù)據(jù)項(xiàng),以解決信道帶寬稀缺、移動(dòng)設(shè)備電池有限等問題。根據(jù)廣播數(shù)據(jù)的不同來源,該問題主要從兩個(gè)角度著手研究：基于push無線數(shù)據(jù)廣播以及基于pull無線數(shù)據(jù)廣播(on-demand數(shù)據(jù)廣播)。前者的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)備服務(wù)器廣播數(shù)據(jù)的時(shí)間較少,缺點(diǎn)是在廣播數(shù)據(jù)項(xiàng)的過程中數(shù)據(jù)是固定的并且是不可變的,因而不能滿足所有移動(dòng)用戶的需求。而后者的優(yōu)點(diǎn)是廣播數(shù)據(jù)項(xiàng)可根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整,并能滿足所有移動(dòng)用戶的需求,缺點(diǎn)是在服務(wù)器上準(zhǔn)備廣播數(shù)據(jù)花費(fèi)時(shí)間過多以及很難得到最優(yōu)的性能。在數(shù)據(jù)檢索研究方面,研究如何在多條信道間找到一種數(shù)據(jù)訪問模式,以降低移動(dòng)用戶的等待時(shí)間以及能耗。根據(jù)移動(dòng)用戶配置的天線數(shù)目,該問題從兩個(gè)角度著手研究：單天線以及多天線。目前,在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)檢索研究中,前者主要存在以下不足：未考慮兩種沖突對(duì)數(shù)據(jù)檢索的影響；未考慮移動(dòng)用戶在時(shí)間限制內(nèi)下載請(qǐng)求數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢索問題：忽略存在多個(gè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)項(xiàng)的多請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索問題。而后者未考慮多個(gè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)的最優(yōu)分組問題�；诖�,本文取得的主要研究成果如下：(1) 研究無線網(wǎng)絡(luò)中避免沖突的有時(shí)間約束的on-demand數(shù)據(jù)廣播算法。為了避免數(shù)據(jù)調(diào)度過程中兩種沖突以及降低信道切換次數(shù),在客戶請(qǐng)求時(shí)間受限的約束下設(shè)計(jì)如下策略：若期限允許,將在信道上放置該請(qǐng)求的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)；否則,將在期限內(nèi)盡放置最多的數(shù)據(jù)項(xiàng),使得數(shù)據(jù)丟失率最小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出方法可有效地解決on-demand的數(shù)據(jù)調(diào)度問題,得到合理的數(shù)據(jù)廣播序列,縮短廣播周期,提高無線網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳播的性能。(2) 研究MIMO無線網(wǎng)絡(luò)中on-demand多媒體數(shù)據(jù)廣播算法。針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的特殊性,提出一系列的方法解決多媒體數(shù)據(jù)在信道上的調(diào)度問題。其一根據(jù)每個(gè)多媒體數(shù)據(jù)所需的廣播時(shí)間,利用生成二分圖的方法,獲取最合適的信道放置結(jié)果；其二分割最長的多媒體數(shù)據(jù)項(xiàng),從而進(jìn)一步平衡所有信道的廣播周期。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出方法可以進(jìn)一步減少各信道間廣播周期的差異。(3) 研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中高效能的協(xié)作式MIMO路由算法。主要解決傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗問題,通過最小化傳感器節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)時(shí)的能耗,以延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。該算法引入可變簇規(guī)模的思想,從而在簇頭剩余能量與簇規(guī)模之間達(dá)到平衡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的可變簇大小方法可以平衡每一個(gè)簇的能耗,從而降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的總能耗。(4) 研究非連續(xù)廣播數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢索算法。為解決MIMO并行數(shù)據(jù)檢索問題,提出一種基于多天線調(diào)度并行數(shù)據(jù)檢索的方法,以最小化每條天線上的訪問延遲與能耗。該方法通過兩個(gè)平衡因子計(jì)算信道權(quán)重并選擇檢索合適的信道。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出方法可較好的實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)檢索。(5) 研究避免2-slot沖突的數(shù)據(jù)檢索近似算法。主要解決2-slot沖突的數(shù)據(jù)檢索問題,該問題通過構(gòu)建DAG轉(zhuǎn)變?yōu)榧细采w問題。從單天線與多天線兩個(gè)角度提出相應(yīng)的數(shù)據(jù)檢索算法,前者直接應(yīng)用貪心集合覆蓋方法解決,而后者先劃分請(qǐng)求數(shù)據(jù)項(xiàng),再應(yīng)用貪心集合覆蓋方法解決。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出算法具有高準(zhǔn)確度以及低時(shí)間復(fù)雜度的特性。與現(xiàn)有的算法比較時(shí),顯示出了優(yōu)越的性能。(6) 研究MIMO無線網(wǎng)絡(luò)中基于多請(qǐng)求多天線數(shù)據(jù)檢索算法。針對(duì)多請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索問題,將無線數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成一棵超樹,使得從根節(jié)點(diǎn)到葉子節(jié)點(diǎn)所有可能數(shù)據(jù)檢索序列的數(shù)目比DAG減少,從而節(jié)省集合覆蓋的比較時(shí)間。針對(duì)多天線的數(shù)據(jù)檢索問題,提出兩種不同的分組方法,目的是將請(qǐng)求分配給不同的天線檢索。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的方法具有平衡各天線間訪問延遲的能力。與現(xiàn)有的算法比較時(shí),顯示出了較好的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：無線數(shù)據(jù)廣播 索引 數(shù)據(jù)調(diào)度 數(shù)據(jù)檢索 數(shù)據(jù)調(diào)度序列 數(shù)據(jù)訪問模式 超樹
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀及存在的問題15-20
• 1.2.1 索引15-17
• 1.2.2 數(shù)據(jù)調(diào)度17-19
• 1.2.3 數(shù)據(jù)檢索19-20
• 1.3 本文主要的研究內(nèi)容20-22
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)22-24
• 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量有效的協(xié)作式MIMO路由算法24-36
• 2.1 引言24-25
• 2.2 可變簇大小的CMIMO算法25-30
• 2.2.1 基本思想25-26
• 2.2.2 方法描述26-30
• 2.3 系統(tǒng)模型與能量模型30-33
• 2.3.1 系統(tǒng)模型分析30-31
• 2.3.2 能量模型分析31-33
• 2.4 性能評(píng)價(jià)33-35
• 2.5 小結(jié)35-36
• 3 無線網(wǎng)絡(luò)中ON-DEMAND數(shù)據(jù)廣播問題研究36-74
• 3.1 避免沖突的ON-DEMAND數(shù)據(jù)廣播算法36-51
• 3.1.1 引言36-37
• 3.1.2 數(shù)據(jù)廣播模型37-38
• 3.1.3 問題形成38-41
• 3.1.4 UPF算法41-46
• 3.1.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果46-51
• 3.2 ON-DEMAND多媒體數(shù)據(jù)廣播算法51-73
• 3.2.1 引言51-52
• 3.2.2 基礎(chǔ)知識(shí)52-54
• 3.2.3 ON-DEMAND多媒體數(shù)據(jù)調(diào)度算法54-63
• 3.2.4 分析63-70
• 3.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果70-73
• 3.3 小結(jié)73-74
• 4 無線數(shù)據(jù)廣播中單請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索問題研究74-102
• 4.1 非連續(xù)數(shù)據(jù)并行檢索調(diào)度算法74-83
• 4.1.1 引言74-76
• 4.1.2 問題定義76-78
• 4.1.3 數(shù)據(jù)檢索調(diào)度方法78-80
• 4.1.4 性能評(píng)價(jià)80-83
• 4.2 避免2-SLOT沖突的數(shù)據(jù)檢索算法83-99
• 4.2.1 引言83-84
• 4.2.2 問題形成84-87
• 4.2.3 2-SLOT沖突的數(shù)據(jù)檢索近似算法87-95
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果95-99
• 4.3 小結(jié)99-102
• 5 單請(qǐng)求以及多請(qǐng)求ON-DEMAND數(shù)據(jù)檢索問題研究102-132
• 5.1 多請(qǐng)求數(shù)據(jù)項(xiàng)的單請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索問題102-113
• 5.1.1 引言102-103
• 5.1.2 問題形成103-106
• 5.1.3 多數(shù)據(jù)項(xiàng)請(qǐng)求的近似最優(yōu)數(shù)據(jù)檢索算法106-111
• 5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果111-113
• 5.2 多請(qǐng)求多天線ON-DEMAND數(shù)據(jù)檢索算法113-131
• 5.2.1 引言114-115
• 5.2.2 問題定義115-117
• 5.2.3 尋找數(shù)據(jù)檢索序列的算法117-122
• 5.2.4 解決基于多天線的多請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索問題的算法122-125
• 5.2.5 評(píng)價(jià)結(jié)果125-131
• 5.3 小結(jié)131-132
• 6 帶有期限的單請(qǐng)求與多請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索問題研究132-166
• 6.1 帶有期限的多數(shù)據(jù)項(xiàng)樹型檢索算法132-150
• 6.1.1 引言132-133
• 6.1.2 問題基礎(chǔ)133-136
• 6.1.3 數(shù)據(jù)檢索樹算法136-143
• 6.1.4 基于樹的數(shù)據(jù)檢索算法(EDFS以及UR)143-147
• 6.1.5 性能評(píng)價(jià)147-150
• 6.2 基于期限的多請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索算法150-165
• 6.2.1 引言150-152
• 6.2.2 問題定義152-156
• 6.2.3 單請(qǐng)求數(shù)據(jù)檢索算法156-160
• 6.2.4 基于期限的多請(qǐng)求分組算法160-162
• 6.2.5 實(shí)驗(yàn)分析162-165
• 6.3 小結(jié)165-166
• 7 結(jié)束語166-170
• 7.1 本文的主要研究成果166-167
• 7.2 對(duì)今后工作的展望167-170
• 參考文獻(xiàn)170-178
• 作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果178-182
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集182

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本文編號(hào)：321126