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无线传感网与移动通信网融合下的流量模型与队列调度算法研究

作 者: 孟书源
导 师: 赵成林
学 校: 北京邮电大学
专 业: 电路与系统
关键词: 无线传感网 移动通信网 流量模型 多服务台排队模型 博弈模型
分类号: TP212.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 225次
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内容摘要


随着通信技术的快速发展,人们对远端机器的控制和管理、对远程信息的获取和处理的需求日益增长。目前,无线传感网络与移动通信网相融合而得到的异构网络(下文简称为异构网络)以提供满足上述需求的通信方案成为最现实和便捷的方式。无线传感网络可作为末梢感知网络,为移动通信网络提供有效的、可靠的、实时的前端数据;移动通信网则为无线传感网络提供高度的可管理、可运营、可维护等特性。它们取长补短共同发展,向下一代泛在网络演进的趋势已成为很多专家的共识。通过对无线传感网络和传统移动通信网的研究,本文提出两网融合进程中异构网络结合处数据流量具有局部性、周期性和随机性、突发性等特点。针对异构网络中数据流量具有的上述特点,本文提出与异构网络新特点相匹配的业务流量模型,给出单节点及多节点合成的数据突发模型与数据长度的概率密度函数。第四章以排队论作为数学工具,针对异构网络中移动SINK节点具备多业务处理能力的特点,分析了多服务台排队系统的性能参数,在此基础上提出基于节点距离的加权轮询队列调度算法(D-WRR算法),延长了无线传感器网络有效工作时间。针对无线传感器网络与移动通信网络融合的新特点,以博弈论为理论基础,本文第五章提出基于节点剩余能量的自适应功率控制算法(EAKG算法),与原K-G算法相比该算法功率更低,更适用于对能量敏感且具有集中控制结构的两网融合背景下的移动SINK节点。本文的以上工作为今后继续对异构网络中起到关键作用的移动SINK节点的业务流量模型和队列调度以及功率控制算法研究提出了一个可行的方向。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 引言  9
  1.2 两网融合趋势分析  9-10
  1.3 本文的主要研究内容及结构  10-12
第二章 无线传感网络与移动通信网络概述  12-19
  2.1 移动通信网络概述  12-13
  2.2 无线传感器网络概述  13-18
  2.3 本章小结  18-19
第三章 业务流量特性与分析方法  19-36
  3.1 业务流量的特性  19-24
    3.1.1 自相似性  19-21
    3.1.2 长相关性  21-23
    3.1.3 分形特性  23-24
  3.2 传统网络流量模型分析  24-30
    3.2.1 半马尔可夫流量模型  24-26
    3.2.2 Poisson模型  26-27
    3.2.3 ARMA模型  27-29
    3.2.4 ON/OFF模型  29-30
  3.3 异构网络业务流量模型分析  30-35
    3.3.1 异构网络业务流量特征  30-31
    3.3.2 异构网络业务流量模型  31-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章 基于排队论的突发队列管理  36-51
  4.1 基本排队理论  36-39
    4.1.1 马尔可夫链  36-37
    4.1.2 生灭过程及其极限定理  37-38
    4.1.3 拟生灭过程  38-39
  4.2 经典单服务台排队系统分析  39-40
    4.2.1 FIFO排队  39
    4.2.2 单服务台排队系统模型  39
    4.2.3 性能参数分析  39-40
  4.3 多服务台排队系统分析  40-45
    4.3.1 多服务台排队系统模型  40-41
    4.3.2 平均队长  41-42
    4.3.3 平均等待时间  42-43
    4.3.4 多通道服务模型与单通道服务模型比较  43-45
  4.4 基于距离的加权轮询队列调度算法  45-50
    4.4.1 经典队列调度算法分析  45-47
    4.4.2 基于距离的加权轮询算法  47-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章 基于博弈论的功率控制算法  51-65
  5.1 博弈论概述  51-54
    5.1.1 博弈论的概念  51-52
    5.1.2 博弈论的分类  52
    5.1.3 博弈论研究的对象  52
    5.1.4 博弈论的基本假设和组成  52-54
  5.2 经典功率控制算法  54-55
    5.2.1 DAP算法  54
    5.2.2 FDPC算法  54-55
    5.2.3 PPC算法  55
  5.3 基于节点剩余能量的自适应功控算法  55-64
    5.3.1 系统模型  56-57
    5.3.2 算法描述  57-59
    5.3.3.迭代公式  59-60
    5.3.4 算法收敛性  60-61
    5.3.5 仿真结果分析  61-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章 总结与展望  65-66
  6.1 研究工作总结  65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-68
攻读学位期间发表的学术论文目录  68-69
致谢  69-70
本科毕业设计(论文)成绩评分表  70-71

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器(变换器)、传感器 > 传感器的应用
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