网络中的QoS与能量节约协同优化机制

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雅宝题库解析：
近年来，网络性能的提高及其规模的扩展导致网络中设备的能量消耗不断增大。为了应对这种趋势，“绿色网络”的观念及其相应的工作模式逐渐被新一代网络的研究与规划所采纳。其中，使用最为广泛的策略是：允许网络中的部分节点在自身处于低数据流量状态时关闭数据收发设备，进入睡眠状态，以降低其能耗。节点睡眠机制可以利用网络状态信息来控制节点的睡眠和唤醒的时间，以达到在保证数据传输实时性和降低网络能量消耗之间取得平衡的目的。当前对节点睡眠方法的研究中普遍存在一个题目，其都假定节点获得的网络状态信息是精确的。事实上，基于网络状态信息的传播延迟、数据传输中路径中间节点和链路状态的改变等原因，节点无法实时获得精确的的网络状态信息。错误地将非精确信息当成精确信息来处理，会加剧网络状态的动荡和数据延迟。本文重点研究非完全信息网络下，节点的睡眠机制题目，在计算中充分考虑非精确网络状态信息的统计学特性，使用随机状态参数置信区间对其数值在概率意义上的上下限进行估计，有效提高计算精度。主要内容包括：1. 基于非完全信息网络下的睡眠机制提出改进的路由机制。首先，在进行路径计算的过程中，充分考虑了网络中各个链路和节点的状态信息，使得最初选择的路径尽量避开可能造成较大睡眠延迟的节点；其次，数据传输采用了重新路由机制，数据传输中，一旦预测到当前节点下游路径的延迟远大于此前路由计算时的结果，将在该中间节点触发一次新的路由计算。2.提出了非完全信息网络中节点自适应的唤醒机制。对于已经进入睡眠的节点，其根据此后到来的每一个数据包距其延迟约束的时间，以及对该数据包离开这个节点后的延迟的预测数值，自适应的调整其重新启动的时间。3.提出了非完全信息网络中节点自适应预约机制。根据数据包到达路径下游节点的时间和此前路过该节点数据包时间间隔的上、下限，分段计算路径下游一定范围内节点的最佳等待时间，并对其进行预约。从仿真结果分析可以发现，本文自适应睡眠机制在保证数据传输实时性的前提下通过改善节点的睡眠时间和状态转换次数实现了网络的节能优化。