基于优化协作的无线Ad Hoc网络的跨层资源分配机制研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanangel1234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线Ad Hoc网络是一种不需要任何基础设施支撑、无中心基站的自组织网络,它也是一种可以随时随地构建通信系统的自治网络。由于无线网络资源(如频谱和功率等)是有限的,用户共享这些资源,这就要求网络资源必须合理有效地配置。资源配置的是否合理主要是看使用所分配的资源的这些用户之间是否会发生冲突、干扰彼此的通信以及导致链路的拥塞等。此外,由于无线Ad Hoc网络的节点是由一些便携的设备组成,这些设备的能量通常是由能量有限的电池供给的,因此对网络功耗的研究也非常重要。本文主要是基于这些情况进行研究分析。网络拥塞控制与网络资源的分配是相辅相成的。由于无线网络的拥塞的发生主要是由于网络资源分配不合理造成的,即使是某些网络资源得到了充分地保证,但由于无线链路之间存在干扰,数据传输仍然不能成功。所以通过设计资源分配策略来控制拥塞的发生具有重要的研究价值。本文通过建立关于节点速率的网络利用率函数最大化和功耗最小化的优化模型,考虑物理层的链路传输功率和MAC(Media Access Control)层的链路传输时间这些资源的分配,来调节源节点的发送速率,从而可以控制网络的拥塞,有效地利用网络资源,最终达到网络利用率最大化和网络整体功耗最小化之间的折中。本文通过仿真实验验证了在满足服务质量要求的条件下,所提出的资源分配算法可以节省网络功率的消耗、提高网络的整体性能。由于网络的能量是有限的,所以应该尽量节省网络能量的消耗。于是,本论文先说明网络能量的消耗与节点的传输速率之间的密切关系,进而提出了关于节点传输速率的网络利用率函数和网络寿命函数最大化的联合最优化模型,从而实现了传输层的速率控制、MAC层的竞争控制和节点的能耗限制。本论文运用凸优化理论,将该最优化问题优化分解为若干子问题,逐个解决,每个子问题就是关于一种网络资源的配置,进而提出相应的分布式算法。通过链路的拥塞代价和节点的能量代价进行实时地交互,使各个子问题及时地做出正确的决策。尽管网络利用率和网路寿命是两个相互冲突指标,但是本论文所提出的算法还是可以达到网络利用率和网络寿命最大化之间的平衡。最后,本论文通过在一个简单的无线Ad Hoc网络上进行仿真实验,验证了本论文所提出的分布式算法的有效性和收敛性。
其他文献
制造业信息化给传统制造企业的经营过程带来了深刻的变革,面对越来越复杂的制造流程,基于传统组织架构职能部门的协作难以从整体上保证流程的最佳性能。从资源利用效益最大化
近年来移动通信发展迅猛,特别是近二十年来,移动通信系统的发展及更新换代速度更是令人震惊。移动通信从根本上满足了人们日益增长的随时随地进行信息交流的需求。而移动通信
图像分类的准确性关系到用户图像检索时的体验,传统的图像分类方法适合处理少量数据,分类准确度较低。随着多媒体技术的发展,日益增长的图像数据给图像分类技术带来了新的挑
信息科学技术的飞速发展,融合了多种功能模块的如计算、网络、通信与传感等的无线传感器网络(Whless Sensor Network,WSN)就因此产生。WSNs在普适计算的领域中是一个非常重要
近些年来,伴随着我军信息化进程的不断推进和网络的推广运用,军队对网络安全的研究也日益被重视,各军区也专门成立了网络防护中心,对网络安全防护进行深入研究,其中包括一系
多媒体技术和网络技术的飞速发展使得数字音频的复制、修改和传播变得极其方便,但同时音频的真实性也受到了极大的威胁。为了得到安全的多媒体应用,对音频内容的真实性和完整
在计算机网络的发展过程中曾经出现了多种工业控制网络,随着这些网络的广泛应用,将异构网络互连起来成为不可逆转的趋势。由于工业网络对传输时延的要求比较严格,因此,研究异
触摸技术的应用越来越广泛,一个好的检测方法也越来越重要。本篇论文提出采用金属手指来代替传统的检测方法,不仅能发现没有手指接触触摸板或触摸屏时的性能,同时也能检测出当手指在触摸板或触摸屏上移动时的性能。由此可见,如何控制金属手指的移动是系统的关键部分。由于直流无刷电机不采用机械的换向装置,控制方便,可以采用闭环系统来控制电机的转速以及位置,比伺服电机价格便宜,所以系统采用直流无刷电机来控制金属手指运
工作流是一类能够完全自动或半自动执行的过程,根据一系列过程规则、文档、信息或者任务在不同的执行者之问进行传递与执行。工作流管理的目的是为了通过实现业务流程的自动
在计算机图形学的研究领域,三维网格模型分割技术和检索技术已经成为近年研究的热门课题。随着三维扫描技术的发展和三维造型技术的成熟,三维网格模型被越来越多的应用于3D数