面向非连通泛在末梢网络的资源共享机制

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随着网络高速、泛化的发展,大量异构终端分布于网络边缘和用户周边,组成了为用户承载泛在业务的泛在末梢环境。由于终端资源有限和不确定性移动问题,导致网络拓扑动态变化,因此在泛在末梢网络中的资源共享是一个具有挑战性的问题。在非连通泛在末梢网络中,终端节点间不能保证稳定的端到端路径,同时资源共享成功与否受到终端节点间机会性接触的影响。因此,如何在非连通场景下有效地实现终端间资源共享成为本文研究的重点。实现非连通场景下终端间的资源共享,需要解决连通区域群内终端分簇和非连通区域群间资源路由规划两个关键问题。通过群内终端分簇,将簇首作为目录节点,收集管理群内资源信息;通过群间资源路由规划,完成非连通区域资源的请求和返回,有效支持网络中的资源共享。首先,针对连通区域群内终端分簇问题,本文提出一种基于节点移动性预测的群内终端分簇机制。首先,使用多普勒频移计算节点间相对移动速度,预测节点移动性,得到节点间链路保持时间。然后,在簇形成阶段,采用面向节点稳定性的MAX-MIN启发式算法,根据节点的平均链路保持时间对簇首进行选择。进而,在簇保持阶段,提出一种基于节点运动状态的网络自适应调整算法,一方面调整节点信息数据发送周期以平衡数据开销和精确度,另一方面通过预测节点间链路通断情况调整分簇结构,以减少链路失效时的链路重建时间,提高网络运行质量。仿真实验表明,所提的算法可以有效延长簇首持续时间,提高簇结构在动态环境下的稳定性。进而,针对非连通区域群间资源路由问题,本文提出一种基于节点相遇概率的路由机制,使用群间移动设备传递资源信息。首先建立节点相遇概率模型,然后在预测节点相遇概率基础上,以最小化端到端时延为目标,建立最小期望延迟路由选择模型,最后设计基于最小期望延迟的群间资源路由算法,进行完整的端到端路径规划,实现终端间机会性路由。仿真实验表明,考虑节点相遇概率的路由算法,随着路径长度的增长,可以有效降低端到端平均时延,可适用于移动性较强且非连通的泛在末梢网络。本文研究的非连通泛在末梢网络中的资源共享机制,尤其是终端分簇算法和资源路由算法,提高了资源共享的稳定性和有效性,对泛在末梢环境下的资源管理具有一定的意义。
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