数据通信网络通信论文提纲

论文题目：基于海事通信网络的船舶数据调度算法的研究

摘要：目前,海事通信系统主要包括海上无线通信系统,海事卫星通信系统和岸基移动通信系统,这些通信系统实现了对海域的覆盖需求。海事通信系统可以保证沿海,近海和远洋船舶和海岸,船舶和船舶之间的正常通信。在海洋运输,海上资源的勘探开发,海洋环境监测与保护,海洋渔业和海洋科学等领域能够提供高效,稳定,安全的通信设备。尽管如此,海事通信技术还是处于比较低的应用阶段,只能满足基本的通信需求。虽然用户也可以根据海事活动所在的海域和所从事的业务类型选择不同的通信系统,但各种通信系统的优缺点非常明显。并且远远不能实现远程网络覆盖。同时,由于海事通信网络和传统陆地通信网络彼此不兼容,协议类型不同,覆盖区域存在盲点,缺乏灵活设置和高效统一的管理办法。因此传统的海事通信网络越来越难以满足中国日益增加的海洋活动需求,成为制约海洋开发与探索向纵深发展的重大瓶颈。国际海事组织也提出了要发展电子导航的战略,以满足未来海事领域业务扩展、用户需求、海洋环境保护等发展需要。因此,如何利用现有通信设备,合理分配并建立海上宽带通信系统是我们急需解决的问题。在本文中,我们首先将软件定义网络的概念应用到现有的海事通信系统中,它是一种新的网络模式,把执行转发的硬件部分从控制决策部分中分离出来。这为船舶数据调度整体优化的实现提供了可能。其次将延迟容忍网络的概念结合到船舶协作传输的具体问题中,延迟容忍网络考虑的通信面临中断的情形非常符合海上通信的特点。在这两个条件下,我们研究了船舶通过海上通信系统将信息上传到基站的调度问题,对于这种场景本文将问题分成两个部分来解决,由于船舶只能在固定时间长度内进行数据的上传,所以第一部分考虑在传输时长一定的情况下将尽可能多的权重大的分组上传,对所有已经产生的数据分组进行筛选,并通过决策图的方法优化了数据的调度。第二部分我们考虑在任务选定的基础上进一步提高通信性能,提出了最小化延迟乘以权重的概念。最后结合延迟容忍网络在通信中的特点,实现多船协作传输数据。本文借鉴了时间容量映射的思想用于转换间歇性资源调度为连续调度问题。我们还提出了基于邻域搜索的动态规划算法,通过减少解空间中解的数量来降低算法时间复杂度,并通过MATLAB验证了该算法的性能。

关键词：海事通信系统;软件定义网络;延迟容忍网络;决策图;动态搜索算法

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 软件定义网络研究现状

1.2.2 资源分配算法的研究现状

1.2.3 延迟容忍网络研究现状

1.3 本文研究的主要内容及安排

2 海事通信系统架构与优化算法

2.1 软件定义网络概述

2.1.1 软件定义网络的定义

2.1.2 软件定义网络的数据控制分离

2.1.3 网络可编程

2.2 延迟容忍网络的相关概念

2.2.1 延迟容忍网络的概念

2.2.2 延迟容忍网络需要解决的技术问题

2.2.3 延迟容忍网络的技术特点

2.3 决策图算法

2.3.1 决策图概述

2.3.2 决策图发展

2.4 动态规划优化算法

2.4.1 动态规划的基本思想

2.4.2 动态规划中的基本概念

2.5 本章小结

3 海上信息传输模型

3.1 引言

3.2 海事通信的SDN体系结构

3.3 目标函数

3.4 提出算法

3.5 仿真及性能分析

3.6 本章小结

4 延迟容忍网络的船舶信息传输算法

4.1 引言

4.2 问题模型

4.3 目标函数

4.4 算法提出

4.4.1 选择优先任务

4.4.2 邻域与动态搜索编程

4.4.3 多船协作编程

4.5 复杂度分析

4.6 性能分析

结论

参考文献

致谢