公交车载网络能量有效性优化算法的研究-计算数学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 A Dissertation Submitted for the Degree of Master Energy Efficient Optimization Algorithm in Bus-based DTNs By Ren Lili Hefei University of Technology Hefei, Anhui, P.R.China April, 2014 万方数据 万方数据 致 谢 时 间 飞 逝 ， 两 年 半 的 研 究 生 生 活 即 将 结 束 ， 在 这 两 年 半 的 研 究 生 的学 习 过 程 中 ， 我 不 仅 学 到 了 许 多 专 业 知 识 ， 同 时 也 得 到 了 很 多 的 良 师 益 友 的 帮 助 。 在 此 之 际 ， 我 想 对 所 有 给 予 我 指 引 和 帮 助 的 老 师 和 朋 友 们 致 以 最 诚 挚的谢意 ！ 首 先 ， 我 最 要 感 谢 我 的 导 师 王 青 山 副 教 授 ， 本 论 文 各 项 工 作 的 开 展都 是 在 王 老 师 的 悉 心 指 导 下 进 行 的 ， 在 此 期 间 也 给 予 了 很 多 的 帮 助 。 王 老 师 不 仅 学 识 渊 博 ， 治 学 严 谨 ， 而 且 待 人 友 善 。 从 王 老 师 身 上 我 不 仅 学 习 了很 多 新 的 专 业 知 识 ， 而 且 也 学 会 了 做 学 问 做 研 究 的 方 法 及 很 多 人 生 道 理 。 这 些对我以 后的学 习和 工作都产 生了很 深远 的影响， 终身受 益匪 浅。 感谢数学学院所有的老师们，谢谢他们在我学习阶段对我的指导和关心。 感谢付沙沙，刘艳萍及学弟学妹们，在研究生学习过程中，他们都给予我很 多无私的帮助，与他们合作与讨论，开阔我的思路，也是在我们的通力协作下， 才使我的各项科研课题得以顺利地完成。 最后，感谢张旭、李园园、谢燕燕以及工大 11 级数学学院的全体同学，有他 们的存在使我的生活和学习更加充实和丰富多彩！ 谨 以 此 文 献 给 所 有 关 心 我 、 支 持 我 ， 帮 助 我 的 亲 人 和 朋 友 们 ， 祝 愿他 们心想事 成，万 事如 意！ 作者：任 丽丽 2014 年 4 月 II 摘要 容迟网络（Delay Tolerant Networks, DTNs）是一类经历频繁和长时间持续分 裂的新兴系统和机会网络。这类网络由于网络拓扑结构的不断变化，传统的 ad hoc 无线网络中端到端的稳定的路由协议难以发挥作用。其中车载网络，军事网络， 移动社会网络和公交车载网络都是容迟网络的应用。本文通过提出远距离通信和 近距离通信的结合以节省能源的消耗，并且提出了基于贪心策略的有效传输调度 算法（SAGNET）以决定与邻居通信的顺序，通过减少网络中传输次数达到能量 优化的目的来进行研究。 本文首先研究在公交车载网络中考虑近距离通信和远距离通信的结合，以达 到节省能量消耗的多播路由。旨在研究有延迟约束的能量有效性多播路由，即每 个节点有两种不同的传输方式：近距离通信和远距离通信。将研究的问题模型形 式化为一个整数规划问题来寻找最优解，其主要思想是充分利用近距离传输以达 到节省能量的目的。仿真实验表明，与只考虑远距离通信方法相比，我们方法能 明显节省能量消耗。 接着，针对实际情况中一辆公交车在同一时刻其平均邻居大于二的这种情景， 将研究问题模型化一个优化表达式并且提出了一个基于贪心策略的有效传输调度 算法以此来决定与邻居通信的顺序，通过减少网络中的传输次数达到能量优化。 仿真实验通过与随机次序邻居通信的算法比较说明，SAGNET 算法可以达到明显 地减少网络中数据包传输次数和提高传递率的目的。 关键词：多播；能量消耗；公交车；容迟网络；调度算法 III ABSTRACT Delay tolerant networks (DTNs) are emerging as opportunistic networks that experience frequent and long duration partitions. Among these types of networks, traditional ad hoc routing protocols which rely on end-to-end connectivity fail to work. The vehicular networks, ad hoc networks, military networks pocket switched networks and bus-based networks are some applications of DT