基于時(shí)間序列的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)

　　跨層設(shè)計(jì)思想打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系中“層”的界限，對(duì)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層各層參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，獲得各種通信性能指標(biāo)之間的平衡，使總體通信性能最優(yōu)，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中各個(gè)層的相關(guān)信息達(dá)到聯(lián)合優(yōu)化的目的?？鐚釉O(shè)計(jì)包含不同層間的信息交互，包含每一層對(duì)這一信息的適應(yīng)性設(shè)計(jì)和為了確保每一層的魯棒性而嵌入的分集設(shè)計(jì)。目前，跨層設(shè)計(jì)主要研究的是物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題。并且，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中，比較常見(jiàn)的路由選擇方式是以最小跳數(shù)作為路由選擇的依據(jù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力較小時(shí)，這種路由選擇方式的弊端并不突出，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力不斷增大以后，以最小跳數(shù)為路由度量標(biāo)準(zhǔn)的路由選擇方式，則由于缺乏對(duì)鏈路狀況和節(jié)點(diǎn)處理能力等方面的綜合考慮，使得在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)某些特定區(qū)域形成“熱點(diǎn)”節(jié)點(diǎn)，最終導(dǎo)致丟包率增加，分組投遞率明顯下降等現(xiàn)象，另外熱點(diǎn)區(qū)域節(jié)點(diǎn)的擁塞以及信道競(jìng)爭(zhēng)都會(huì)加劇端到端延遲，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量下降。

　　因此，本文在在跨層設(shè)計(jì)思想基礎(chǔ)上，將監(jiān)測(cè)到的層間參數(shù)構(gòu)建成時(shí)間序列，運(yùn)用時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)負(fù)載壓力變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，可以有效的改善無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸過(guò)程中的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)性。本文針對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中容易出現(xiàn)“熱點(diǎn)”節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，提出了一種基于模糊時(shí)間序列的節(jié)點(diǎn)負(fù)載預(yù)測(cè)機(jī)制。通過(guò)運(yùn)用跨層設(shè)計(jì)思想，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)在某一時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)鏈路層的分組投遞率參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)層的吞吐量參數(shù)，計(jì)算兩者之間的相關(guān)系數(shù)，構(gòu)建二元模糊時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，用以預(yù)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載壓力，從而有效規(guī)避“熱點(diǎn)”節(jié)點(diǎn)的形成，進(jìn)而保障無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。仿真實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用時(shí)間序列對(duì)節(jié)點(diǎn)的跨層參數(shù)網(wǎng)絡(luò)吞吐量和分組投遞率實(shí)現(xiàn)了有效預(yù)測(cè)。