基于網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的E2E時(shí)延預(yù)測準(zhǔn)確性增強(qiáng)機(jī)制及應(yīng)用研究.pdf

1、時(shí)延（即:網(wǎng)絡(luò)距離）是反映網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵參數(shù)之一。它在優(yōu)化文件共享、改善網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)、最優(yōu)選擇應(yīng)用層路由等多方面發(fā)揮著非常重要的作用。最直接的獲取該信息的方法就是主動(dòng)Ping測量，但其測量的開銷太大。因而簡單高效的時(shí)延測量方法，成為了研究熱點(diǎn)。其中基于網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的時(shí)延預(yù)測機(jī)制比較適用于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)。它將網(wǎng)絡(luò)距離嵌入到某一測度空間，建立起網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與該空間點(diǎn)的映射關(guān)系，即為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)賦予一組相應(yīng)的空間坐標(biāo)。由此網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間的時(shí)延和空間內(nèi)兩點(diǎn)之間

2、的測度距離就有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系，時(shí)延測量任務(wù)就轉(zhuǎn)為空間內(nèi)兩點(diǎn)之間的測度距離計(jì)算任務(wù)。
　　 雖然現(xiàn)有的多種網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)延預(yù)測的相對(duì)誤差都不大，但在許多網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用中，即使很小的預(yù)測誤差，也會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生很大的影響。如何盡可能的提高網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)延預(yù)測的準(zhǔn)確性是我們重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一。此外，網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用是另一個(gè)研究重點(diǎn)。本文的主要貢獻(xiàn)是:
　　 1.針對(duì)節(jié)點(diǎn)抖動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)預(yù)測準(zhǔn)確度的問題，從理論推導(dǎo)和仿真

3、驗(yàn)證兩方面證明了Vivaldi的坐標(biāo)更新過程符合馬爾可夫過程，并提出一種基于Markov節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)預(yù)測模型的網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)，即M-Vivaldi。其特點(diǎn)是通過有效減少Vivaldi的坐標(biāo)更新周期，從而降低節(jié)點(diǎn)加入或退出網(wǎng)絡(luò)對(duì)預(yù)測性能的不利影響，提高預(yù)測準(zhǔn)確性。
　　 2.為了拓展網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，將改進(jìn)的算法(即:M-Vivaldi)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位。其核心思想是:節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包包頭中的RTT信息計(jì)算其坐標(biāo)信

4、息，從而獲得節(jié)點(diǎn)間的位置信息?；贛-Vivaldi算法獲得的節(jié)點(diǎn)間位置信息，提出了在定位誤差條件下的一種綠色位置路由算法（簡稱:GGRM）。GGRM采用數(shù)據(jù)收集環(huán)機(jī)制指示數(shù)據(jù)包發(fā)送的方向并限定鄰居候選節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)以降低選擇最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)的能耗。此外，它采用自適應(yīng)的傳輸范圍延長機(jī)制延長節(jié)點(diǎn)傳輸范圍提高數(shù)據(jù)包投遞率。
　　 PlanetLab時(shí)延數(shù)據(jù)集的仿真結(jié)果表明:M-Vivaldi的時(shí)延預(yù)測準(zhǔn)確度明顯高于Vivaldi。我們從距離