论文题目: 无线自组网中节能相关若干关键问题研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机软件与理论
作者: 张卿
导师: 施伯乐
关键词: 无线自组网,网络,传感器网络,节能,生命周期
文献来源: 复旦大学
发表年度: 2005
论文摘要: 无线自组网是近年来随着无线通信技术的飞速发展而出现的一种新型网络,具有重要的理论和实际意义。其特点是整个网络没有固定的基础设施,所有节点具有任意移动性,网络结构动态拓扑,节点间以多跳协作的方式进行通讯。 因其自身的特点,无线自组网中有许多有线网络中所不曾出现的新问题和新挑战。这包括有网络层协议、应用和中间件协议、节能问题和安全问题等。在这些问题中,节能问题是一个贯穿于众多问题的核心和基础问题。 本文就无线自组网节能相关的一些关键技术开展讨论,具体研究内容如下: 首先本文讨论了在存在自私节点的ad hoc网络中,如何保证现有的最大化生命周期的路由协议正常工作这一问题。在ad hoc网络中,网络生命周期是一项重要的度量指标,现有的最大化生命周期路由算法都假设节点是协作且可信的,无法正常工作于存在自私节点的ad hoc网络中。为保证现有算法的正常工作,本文运用算法机制设计的框架,提出了两类可信机制SMM和SMM-VCG,并给出了一个应用所提可信机制来应对自私节点的最大化生命周期路由协议Ad hoc-SMM。其基本思想是给中间节点以适当的报酬来促进节点间的协作并能防止节点的欺骗行为。实验结果表明SMM和SMM-VCG机制具有较低的报酬率。 接着本文讨论了在传感器网络中如何最大化网络生命周期从而收集更多数据这一问题。现有的工作绝大多数缺少正式分析,所提出算法也没有很好的优化。本文从静态路由模式和动态路由模式两方面理论分析了最大化传感器网络生命周期的数据收集问题,提出了一个近似最优的最大化生命周期数据收集和聚集算法MLDGA。其基本思想是为每轮数据收集构建一个生命周期最大的路由树,同时尽量使该路由树节能。实验结果表明无论基站的位置还是传感器的初始能量发生变化,MLDGA都能取得较好的生命周期和网络利用率。 为将自组网的研究应用于实际中,本文最后讨论了在ad hoc网络中如何进行节能服务组合以满足客户多变任务需求这一问题。现有的服务组合研究主要集中于有线固定网络环境下,采用集中式的体系结构。本文提出了ad hoc网络环境下基于能量代价的动态自组织服务组合模型,给出了两种服务组合方案:基于广播方式的服务组合和基于行为进化的服务组合。其基本思想是服务组合的进行是根据每个节点自身以及当前周边节点的情况以节能方式动态协作开展的。同时本文给出了一个在网络仿真器NS2中实验模拟的服务组合系统。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 背景
1.2 研究意义
1.2.1 理论意义
1.2.2 实际意义
1.3 本文工作
1.3.1 研究内容
1.3.2 文章结构
第二章 自组网中的节能协议
2.1 能量消耗源和节能技术
2.2 AD HOC网络中的节能协议
2.2.1 MAC层的节能协议
2.2.2 网络层的节能协议
2.2.3 应用和中间件层的节能协议
2.3 传感器网络中的节能协议
2.3.1 传感器网络的通讯结构
2.3.2 网络层的节能协议和技术
2.3.3 应用层的节能协议
第三章 AD HOC网络中最大化生命周期路由的算法机制设计
3.1 引言
3.1.1 自私的节点
3.1.2 算法的机制设计
3.2 问题分析
3.3 最大化生命周期路由的机制设计问题
3.4 SMM机制
3.4.1 SMM机制的描述
3.4.2 SMM机制的分析
3.5 SMM-VCG机制
3.5.1 SMM-VCG机制的描述
3.5.2 SMM-VCG机制的分析
3.6 AD HOC-SMM路由协议
3.7 实验分析
3.8 小结
第四章 无线传感器网络中最大化生命周期的数据收集算法
4.1 引言
4.2 问题描述
4.3 相关定义
4.4 静态路由模式
4.5 动态路由模式
4.6 数据收集协议
4.7 实验结果
4.7.1 基站位置的影响
4.7.2 传感器初始能量的影响
4.7.3 网络的利用率
4.8 小结
第五章 AD HOC网络中基于能量代价的动态自组织服务组合
5.1 引言
5.2 现有的服务组合系统
5.3 AD HOC网络环境下服务组合的挑战
5.4 相关定义和模型
5.4.1 相关定义
5.4.2 服务组合模型
5.5 基于广播方式的服务组合
5.5.1 服务组合流程发现
5.5.2 服务组合故障恢复
5.6 基于行为进化的服务组合
5.6.1 规则的获取
5.6.2 规则的利用
5.7 实验模拟
5.8 服务组合的商业价值
5.9 小结
第六章 总结
6.1 总结
6.2 今后工作
参考文献
博士期间发表的论文
致谢
发布时间: 2005-09-19
参考文献
- [1].无线自组网MAC及路由技术研究[D]. 蔡一兵.中国科学院研究生院（计算技术研究所）2006
- [2].无线自组网服务发现协议的研究[D]. 高振国.哈尔滨工业大学2006
- [3].无线自组网路由关键技术的研究[D]. 胡鹏.中国科学技术大学2006
- [4].无线自组网若干安全问题研究[D]. 俞波.复旦大学2006
- [5].无线自组网路由和MAC关键技术的研究[D]. 覃振权.中国科学技术大学2007
- [6].无线自组网中多速率问题的研究[D]. 王青山.中国科学技术大学2007
- [7].无线自组网若干关键问题研究[D]. 韩鹏.复旦大学2007
- [8].无线自组网中带服务质量约束的路由协议研究[D]. 吴华怡.武汉大学2005
- [9].无线自组网MAC协议关键技术研究[D]. 虞万荣.国防科学技术大学2006
- [10].无线自组网MAC协议及路由算法研究[D]. 刘军.电子科技大学2007