雷竞技rebat前沿|一个两层的共享树的多播路由算法对软件定义的混合Satellite-Terrestrial通信网络</t我tle><l在khref="https://209cd62b0febf2a55d40-715eb384bc6027b876e93ad33d5c5ec3.ssl.cf3.rackcdn.com/font-awesome-4.3.0/css/font-awesome.min.css" rel="stylesheet"> <link href="https://9d0dd7a648345f19af83-877d2ecaf11b88d5e17327c758e17ef6.ssl.cf2.rackcdn.com/museo-sans-1.0.1/css/museo-sans.css" rel="stylesheet"> <style type="text/css"> .journal-communications-and-networks{ background: #fff; } .journal-communications-and-networks{ background: #fff; } @media only screen and (max-width: 1409px) { .journal-communications-and-networks{ background: #fff; } } @media only screen and (max-width: 1250px) { .journal-communications-and-networks{ background: #fff; } } @media only screen and (max-width: 992px) { .journal-communications-and-networks{ background: #fff; } } @media only screen and (max-width: 768px) { .journal-communications-and-networks{ background: #fff; } } @media only screen and (max-width: 480px) { 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id="main-content"> <div id="article" class="boxed white no-padding"> <div class="container-fluid main-container-xxl"> <div class="row" id="similar-articles"> <div class="new-wrapper"> <style> .disabled-supplementary-btn { cursor: not-allowed; pointer-events: none; opacity: .65; filter: alpha(opacity=65); -webkit-box-shadow: none; box-shadow: none; } </style> <aside class="right-container"> <div class="side-article-download clearfix"> <ul class="list-unstyled list-inline clearfix"> <li class="dropdown text-center paper"><button data-target="#" class="dropdown-toggle" data-test-id="download-button" data-toggle="dropdown" role="button" aria-expanded="false"><span class="icon-label" data-event="download-button-click">下载文章</年代p一个n></button> <div class="dropdown-menu-wrapper"> <div class="dropdown-menu-mobile-title"> 下载文章</d我v><ul class="dropdown-menu" role="menu"> <li><a class="download-files-pdf action-link" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/pdf" data-test-id="article-downloadpdf" data-event="downloadpdf-button-click" id="download_article">下载</一个></l我><l我><a class="download-files-readcube" href="http://www.readcube.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992" data-test-id="article-viewenhancedpdf" data-event="downloadreadcube-button-click" id="download_article">ReadCube</一个></l我><l我><a class="download-files-epub" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/epub" data-test-id="article-epub" data-event="downloadepub-button-click" id="download_article">EPUB</一个></l我><l我><a class="download-files-nlm" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/xml/nlm" data-test-id="article-nlm" data-event="downloadnlm-button-click" id="download_article">XML (NLM)</一个></l我></ul> <button class="dropdown-menu-mobile-close-button" aria-label="Close" data-toggle="dropdown"></button> </div></li> <li class="dropdown"></li> <li class="dropdown"><button type="button" class="navbar-toggle navbar-citations" data-event="citation-button-click" data-toggle="dropdown" data-target="#" aria-expanded="false"></button> <div class="dropdown-menu-wrapper"> <div class="dropdown-menu-mobile-title"> 出口的引用</d我v><ul class="dropdown-menu" role="menu"> <li><a data-test-id="article-endnote" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/endNote" data-event="endnotedownload-button-click">尾注</一个></l我><l我><a data-test-id="article-referencemanager" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/reference" data-event="referencemanagerdownload-button-click">引用管理器</一个></l我><l我><a data-test-id="article-simpletextfile" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/text" data-event="simpletextfiledownload-button-click">简单的文本文件</一个></l我><l我><a data-test-id="article-bibtex" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/bibTex" data-event="bibtexdownload-button-click">助理</一个></l我></ul> <button class="dropdown-menu-mobile-close-button" aria-label="Close" data-toggle="dropdown"></button> </div></li> </ul> </div> <div class="stats-container"> <div class="divide-container"> <div class="flex-container-metrics"> <ul class="nav"> <li class="impact-data" id="views-section" style="display:none"><span class="views-count" id="views-count"></span><span class="title-views">总观点</年代p一个n></l我><li class="impact-data" id="downloads-section" style="display:none"><span class="views-count" id="downloads-count"></span><span class="title-views">下载</年代p一个n></l我><li class="impact-data" id="citations-section" style="display:none"><span class="views-count" id="citations-count"></span><span class="title-views">引用</年代p一个n></l我></ul> <div class="infoPopover" id="infoPopover" style="display:none"> <div role="button" class="infoPopover__trigger"></div> <div class="infoPopover__content"> <p>2023年5月,边界采用计雷竞技rebat数器5兼容的一个新的报告平台,符合行业标准。</p><一个href="https://blog.frontiersin.org/2023/05/16/open-access-publisher-frontiers-moves-to-a-new-article-metric-platform-counter/" target="_blank">阅读更多</一个><d我vrole="button" class="infoPopover__close"></div> </div> </div> </div> <div class="articleImpact" id="article-impact"> <span class="borderLine"></span> <a class="articleImpact--url" data-test-id="view-article-impact" data-event="impact-button-click" href="http://loop-impact.frontiersin.org/impact/article/731992" target="_blank">查看文章的影响</一个></d我v></d我v><d我v class="side-article-impact"> <ul class="nav"> <li class="altmetric-wrapper"> <div class="altmetric-embed" data-badge-type="donut" data-event="altmetric-button-click" data-badge-popover="bottom" data-doi="10.3389/frcmn.2021.731992" data-condensed="true" data-link-target="new"></div><a class="altmetricScore_url" href="https://www.altmetric.com/details/doi/10.3389/frcmn.2021.731992" target="_blank">视图altmetric得分</一个></l我></ul> </div> </div> <aside id="anchors" class="pull-left table-of-contents side-article"> <div class="side-people hidden-sm hidden-xs"> <section class="side-article-editors"> <header> <h5 class="like-h4">编辑</h5></he一个der><一个class="authors" href="https://loop.frontiersin.org/people/1006211/overview" target="_blank"><img alt="" class="pr5 pull-left" onerror="this.src = '/Areas/Articles/Images/Frontiers/Common/Profile/default-loop-profile.jpg'" src="https://loop.frontiersin.org/images/profile/1006211/24"><h6 class="author-link-aside">符文h·雅各布森</h6></一个><d我vcl一个年代年代="clearfix"></div> <p><span class="notes">丹麦奥胡斯大学</年代p一个n></p><header> <h5 class="like-h4">看过的</h5></he一个der><一个class="authors" href="https://loop.frontiersin.org/people/977994/overview" target="_blank"><img alt="" class="pr5 pull-left" onerror="this.src = '/Areas/Articles/Images/Frontiers/Common/Profile/default-loop-profile.jpg'" src="https://loop.frontiersin.org/images/profile/977994/24"><h6 class="author-link-aside">Lidong朱</h6></一个><d我vcl一个年代年代="clearfix"></div> <p><span class="notes">中国电子科技大学,中国</年代p一个n></p><一个class="authors" href="https://loop.frontiersin.org/people/989575/overview" target="_blank"><img alt="" class="pr5 pull-left" onerror="this.src = '/Areas/Articles/Images/Frontiers/Common/Profile/default-loop-profile.jpg'" src="https://loop.frontiersin.org/images/profile/989575/24"><h6 class="author-link-aside">Yunchong关</h6></一个><d我vcl一个年代年代="clearfix"></div> <p><span class="notes">沈阳航空航天大学,中国</年代p一个n></p></年代ection> </div> <nav> <header> <h5 class="like-h4" style="padding-top: 14px; padding-left: 6px; margin-bottom: 6px;">表的内容</h5></he一个der><ul class="nav nav-list list-unstyled contents" data-event="toc-link-click"> <li> <ul class="flyoutJournal"> <li><a href="#h1">文摘</一个></l我><l我><a href="#h2">介绍</一个></l我><l我><a href="#h3">相关工作</一个></l我><l我><a href="#h4">系统模型</一个></l我><l我><a href="#h5">两层共享树的多播路由算法</一个></l我><l我><a href="#h6">绩效评估</一个></l我><l我><a href="#h7">结果与讨论</一个></l我><l我><a href="#h8">结论</一个></l我><l我><a href="#h9">数据可用性声明</一个></l我><l我><a href="#h10">作者的贡献</一个></l我><l我><a href="#h11">资金</一个></l我><l我><a href="#h12">的利益冲突</一个></l我><l我><a href="#h13">出版商的注意</一个></l我><l我><a href="#h14">引用</一个></l我></ul></li> </ul> </nav> </aside> <div class="clearfix"></div> <div class="side-article-download side-export clearfix"> <ul class="list-unstyled list-inline clearfix"> <li class="dropdown text-center citation"><button data-target="#" data-test-id="citation-button" data-toggle="dropdown" role="button" aria-expanded="false"><span class="icon-label" data-event="citation-button-click">出口的引用</年代p一个n></button> <ul class="dropdown-menu" role="menu"> <li><a data-test-id="article-endnote" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/endNote" data-event="endnotedownload-button-click">尾注</一个></l我><l我><a data-test-id="article-referencemanager" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/reference" data-event="referencemanagerdownload-button-click">引用管理器</一个></l我><l我><a data-test-id="article-simpletextfile" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/text" data-event="simpletextfiledownload-button-click">简单的文本文件</一个></l我><l我><a data-test-id="article-bibtex" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/bibTex" data-event="bibtexdownload-button-click">助理</一个></l我></ul></li> </ul> </div> <div class="side-crossmark"> <a data-target="crossmark" class="crossmark"> <figure> <img id="crossmark-icon" style="border: 0; width:64px; height:64px;" src="https://crossmark-cdn.crossref.org/widget/v2.0/logos/CROSSMARK_BW_square_no_text.svg" title="" alt=""> </figure> <div id="crossmark-icon"> 检查更新</d我v></一个></d我v><一个rticle class="widget-listing people-also-looked-at side-article-related hidden"> <h5 class="like-h4" data-event="peoplelookedat-link-click">人也看了</h5></一个rt我cle></aside> <main class=""> <div class="article-section"> <div class="article-container" data-html="True"> <div class="abstract-container"> <div class="article-header-container">   <div class="header-bar-one"> <h2>方法的文章</h2></d我v><d我vcl一个年代年代="header-bar-three-container"> <div class="header-bar-three"> 前面。审稿。网。,07October 2021<br>秒。空中和空间网络<br><年代p一个ncl一个年代年代="volumeInfo">卷2 - 2021 |</年代p一个n><一个href="https://doi.org/10.3389/frcmn.2021.731992">https://doi.org/10.3389/frcmn.2021.731992</一个></d我v></d我v></div> <div class="JournalAbstract"> <a id="h1" name="h1"></a> <h1>两层共享树的多播路由算法对软件定义的混合Satellite-Terrestrial通信网络</h1><d我vcl一个年代年代="authors"> <a href="//www.thespel.com/people/u/1193089" class="user-id-1193089"><img class="pr5" src="https://loop.frontiersin.org/images/profile/1193089/24" onerror="this.src='https://f96a1a95aaa960e01625-a34624e694c43cdf8b40aa048a644ca4.ssl.cf2.rackcdn.com/Design/Images/newprofile_default_profileimage_new.jpg'" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba">Jiayan熊</一个>,<gydF4y2Ba我米gcl一个年代年代="pr5" src="https://f96a1a95aaa960e01625-a34624e694c43cdf8b40aa048a644ca4.ssl.cf2.rackcdn.com/Design/Images/newprofile_default_profileimage_new.jpg" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba">甄徐*和<我米gcl一个年代年代="pr5" src="https://f96a1a95aaa960e01625-a34624e694c43cdf8b40aa048a644ca4.ssl.cf2.rackcdn.com/Design/Images/newprofile_default_profileimage_new.jpg" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba">Zhiqi戴</d我v><ul class="notes"> <li>电子与信息工程学院,北京航空航天大学,北京,中国</l我></ul> <p class="mb15">动态路由和拥塞控制是两个软件定义混合satellite-terrestrial多播网络研究面临的主要问题。由于地面用户被允许随时加入或离开组播组和之间的差异卫星和地面网络,许多多播路由算法快速重路由,从而增加重路由开销。与此同时,堵塞率增加了一些热satellite-terrestrial链接传输路径的节点。本文侧重于重路由开销和satellite-terrestrial多播网络拥塞问题。我们现在satellite-terrestrial网络架构与软件定义网络(SDN)特性为地面用户提供动态多播服务。两层共享树的多播路由算法(TSTM)来实现高效的动态多播组管理,解决带宽消耗和重路由开销之间的权衡。还实现了拥塞控制算法通过使用负荷系数来反映在路由计算全球网络带宽的使用。该算法平衡卫星和地面网络的重路由频率减少重路由开销,也减少了网络拥塞率。仿真显示重定向TSTM降低成本,用户时间延迟和节点拥塞率与位置感知的多播方法相比(喇嘛)。</p><d我vcl一个年代年代="clear"></div> </div> <div class="JournalFullText"> <a id="h2" name="h2"></a> <h2>介绍</h2><pcl一个年代年代="mb15">与地面通信系统、卫星通信系统有一个更广泛的覆盖范围。移动卫星网络能够实现更大,甚至全球范围的高速数据传输。与此同时,遥感卫星的数量近年来发生爆炸。与观测精度的不断提高,越来越多的观察数据生成。这些遥感卫星地面用户提供实时观测数据通过移动卫星网络,扩大应用程序服务的气象、水文、地质监测、交通、等。然而,由于遥感数据的数量大大增加,传输和通信卫星上行和下行功率和带宽有限的无线信道,遥感数据不能直接被广播到个人,因此,地面宏观要求基站接收卫星信息,然后传送给地面用户通过地面网络。此外,相对于单播,组播技术有效地降低了整体带宽消耗和广泛应用于通信系统,卫星网络与地面网络的集成多播技术可以实现高效的卫星传输信息在地面网络用户终端。然而,有许多挑战在设计混合多播网络,因为卫星和地面网络之间的差异,如高动态卫星网络的拓扑变化和时间延迟以及大量陆地网络中节点和复杂的传输路径。因此,设计有效的多播协议从卫星到用户终端satellite-terrestrial网络已经成为一个重要的研究热点。</p><pcl一个年代年代="mb15">多播路由协议通常是用于地面网络,如DVMPR (<一个href="#B19">第一et al ., 1988</一个>),年代米(<gydF4y2Ba一个href="#B6">芬纳et al ., 2016</一个>),PIM-DM (<一个href="#B3">-迪尔岭et al ., 1999</一个>)和MOSPF (<一个href="#B15">莫埃,1994</一个>)。他们负责确定传播途径多播数据包,以避免循环和防止信息冗余,路由器保持大量的复制状态和更新路由表经常在这些协议。由于高动态卫星网络拓扑中,卫星链路传输的长时间的推迟,和船上的短缺资源,有许多挑战卫星多播协议的设计。</p><pcl一个年代年代="mb15">因此,提出一些卫星多播路由算法,如半径标注(<一个href="#B4">Ekici et al ., 2001</一个>)、MRA (<一个href="#B5">Ekici et al ., 2002</一个>),米CST (<一个href="#B12">程Lianzhen et al ., 2005</一个>)和DMRBA (<一个href="#B20">徐汇et al ., 2007</一个>)。他们适合节省卫星频道带宽。但是他们是基于卫星的结构设计,并提出了逻辑地址计算路由。因此,卫星多播路由协议不能直接应用于satellite-terrestrial混合网络的异构本质。</p><pcl一个年代年代="mb15">在多播系统中,当用户请求加入或离开地面一个多播组,路由器需要处理IGMP加入报告。为了创建新的传播路径为地面用户或删除现有的配送路径,satellite-terrestrial网络变更迅速,生成一个大规模多播流量,从而增加重路由开销和热节点拥塞率。软件定义网络(SDN)提出,使灵活的网络资源分配由分离的控制平面和数据平面(<一个href="#B14">部et al ., 2008</一个>),它可以提供一个全球平台更好的多播流量控制。有许多研究在多播网络中基于SDN,如喇嘛(<一个href="#B13">林et al ., 2017</一个>),B一个ER一个(<gydF4y2Ba一个href="#B10">黄et al ., 2014</一个>)和PVHS (<一个href="#B22">周et al ., 2015</一个>)。本文侧重于重路由开销和软件定义混合satellite-terrestrial多播网络拥塞问题。</p><pcl一个年代年代="mb15">在本文中,我们建立指标评价混合satellite-terrestrial多播网络的状态和能力。基于网络拓扑结构的稳定性,多播的内容要求,多播的效率分布系统和网络功能,我们共同优化卫星多播树分布和整个网络的路由路径。首先,我们设计一个动态多播系统混合satellite-terrestrial软件定义网络的低延迟。然后一个两层共享多播树(TSTM)路由算法。自用户加入或离开组播组和卫星连接的交接导致频繁变更,这可能会消耗许多网络资源如果卫星网络部分和地面网络部分同时变更。解决带宽消耗和重路由开销之间的权衡,TSTM平衡卫星和地面网络的重路由频率减少路由开销。考虑所产生的一些热satellite-terrestrial链接传输路径的节点,每个节点的负载因素介绍了TSTM反思带宽使用路由计算减少拥塞率。动态多播系统,卫星网络与地面网络集成是通过宏观基站和卫星与地面网络时刻根据选择最长的可见时间标准。当用户请求多播数据流时,他们被分成不同的组播组根据请求的内容。TSTM包括三个阶段。 First, since PIM-SM is efficient applicable for large satellite-terrestrial hybrid networks, we build dynamic shared multicast trees based on PIM-SM protocol with Tabu search for Rendezvous Point (RP) selection to decrease the average delay of multicast users. Then, when new terrestrial users request joining or leaving the multicast group, considering the long delay of satellite link transmission and the frequent topology changes in terrestrial networks, a cost-aware rerouting algorithm is proposed to determine the topological scope and timing of rerouting to decrease the rerouting overheads. Finally, the bandwidth occupancy-based congestion control algorithm is used to reduce the network congestion ratio. With the feedback of bandwidth usage in routing calculations, the average delay and the congestion ratio are co-optimized. Meanwhile, the one-dimensional search algorithm is used to calculate the optimal value of the load factor. The simulation shows TSTM decreases rerouting cost, user time delay, and node congestion ratio compared with the locality-aware multicast approach (LAMA).</p><pcl一个年代年代="mb15">本文的其余部分组织如下。<e米>相关工作</e米>评审的相关工作。<e米>系统模型</e米>概述系统的模型和问题公式化。<e米>两层共享树的多播路由算法</e米>介绍了TSTM算法。仿真结果中演示了<e米>绩效评估</e米>。最后,<e米>结论</e米>本文总结道。</p><一个我d="h3" name="h3"></a> <h2>相关工作</h2><pcl一个年代年代="mb15">在本节中,我们描述了相关的研究集中在基于SDN satellite-terrestrial多播算法和多播结构。传统的卫星多播路由算法(MRA) (<一个href="#B5">Ekici et al ., 2002</一个>)是基于数据报路由算法(DRA) (<一个href="#B4">Ekici et al ., 2001</一个>)来确定每个节点的下一跳路由方向和合并相同的路径方向,可以有效降低端到端延迟。这个算法是专为LEO卫星多播网络,但链接利用率低,大量的卫星资源占用。考虑到satellite-terrestrial混合网络,文章(<一个href="#B7">Filali et al ., 2001</一个>)提出了一个satellite-terrestrial网络体系结构模型适用于多播应用程序。它应用sm最小化多播树分支不可靠多播和多播封包延迟可靠多播。但是更新成本和拥塞率迅速增加当用户动态加入和离开组播组。有一些中断的风险由于卫星连接的长时间延迟。因此,satellite-terrestrial网络的多播系统需要考虑路由的区别和应用SDN卫星和地面节点多播系统可以方便统一管理。</p><pcl一个年代年代="mb15">实现有效地混合在SDN satellite-terrestrial多播网络,这篇文章(<一个href="#B21">杨et al ., 2018</一个>)提出了一个基于SDN混合satellite-terrestrial网络架构,为用户提供低延迟需求提供低利率多播。结构,三GEO卫星将实现全面覆盖的地面网络,和每个卫星都有接口inter-satellite和satellite-terrestrial链接。作为SDN控制器,GEO卫星第一次计算网关,然后将结果发送到内部网络。但控制器为核心的SDN需要大量计算和大带宽。的交通工程质量体验)反馈应用程序提出了(<一个href="#B17">罗宾逊et al ., 2017</一个>)提高体验质量。结构测试了多播视频,SDN直接控制多播组以及多播路径计算。SDN可以智能地分析和调整网络多播路径通过整合IGMP组状态,体验质量,和链路利用率,强调SDN应用于大规模网络的优点。</p><pcl一个年代年代="mb15">SDN交通工程是一个重要的研究课题。为了减少流条目和带宽成本,提出了不同的解决方案结构和算法(<一个href="#B13">林et al ., 2017</一个>;<gydF4y2Ba一个href="#B8">高et al ., 2017</一个>;<gydF4y2Ba一个href="#B11">郭et al ., 2019</一个>)。这篇文章(<一个href="#B13">林et al ., 2017</一个>)提出了喇嘛算法减少计算时间的多播树分布和流动和分布的数量增加控制器和开关的可伸缩性。算法首先是用来收集附近多个多播组为一个多播组,然后根据定位选择合适的RP RP算法以便RP接近其他多播组中的多播消息,最后,最短路径从源组播接收主机。然而,喇嘛算法没有考虑动态多播用户管理。同时满足动态应用程序场景的Qos要求,这篇文章(<一个href="#B8">高et al ., 2017</一个>)提出了一个基于任何delay-constrained多播路由算法将积极避免交通拥堵的多播树。当一个新的组播用户试图加入一个多播组,它访问任何SDN开关的多播树通过最优路径。树和MRUSA算法旨在提供增量更新和multi-tree更新调度这样频繁的重路由由于组播用户可以有效地避免微小变化(<一个href="#B11">郭et al ., 2019</一个>)。然而,这些路由算法的有效性在satellite-terrestrial网络需要进一步验证。因此,如何降低交通成本和应用路由算法在SDN十分重要,这将带来更多的挑战在软件定义的混合satellite-terrestrial网络。</p><pcl一个年代年代="mb15">因此,考虑到卫星和地面系统之间的差异,以及避免频繁的路由更新造成的大量成本动态混合网络,我们提出了一个两层共享树的多播路由算法基于SDN satellite-terrestrial网络,为了创建一个可靠satellite-terrestrial多播传输网络,大量用户动态加入和离开多播组。两层的结构树可以把卫星和地面网络以及服务特点,在路由计算具有更大的灵活性。在混合网络结构,SDN控制器收集全球拓扑信息,然后执行路由的计算才能获得有效的路由和拥塞控制。</p><一个我d="h4" name="h4"></a> <h2>系统模型</h2><h3cl一个年代年代="pt0">Satellite-Terrestrial网络</h3><pcl一个年代年代="mb0">多播通信系统由卫星部分和地面部分<一个href="#F1">图1</一个>。这颗卫星是由数以百计的LEO卫星网络。每颗卫星建立通信链路与相邻最近的卫星轨道和相邻卫星在同一轨道,因此网状卫星通信网络是建立在每个卫星都可以直接沟通有四个卫星在其附近。地面网络由地面站和用户终端。在本文提出的多播通信系统的通信路径可以分为三个部分:卫星路由路径,陆地路由路径和satellite-terrestrial通信链接。卫星与地面网络选择根据视觉最长时间标准。地面用户请求多播数据流时,卫星发送多播数据和路由拓扑状态信息的地面宏观基站,那么地面宏观基站发送多播数据移动用户通过陆地路由路径的多播组。</p><d我vcl一个年代年代="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图1</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g001.jpg" name="Figure1" target="_blank"><img id="F1" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g001.jpg"></a> <p><strong>图1</年代trong>。satellite-terrestrial网络。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb0">地面网络的结构类似于小细胞网络(scn) (<一个href="#B2">安德鲁斯et al ., 2014</一个>)。视交叉上核部署短程、低功耗和低成本的小细胞基站(SBSs)操作与宏观基站。SBSs包括蜂窝基站的建设,picocell基站和毫微微蜂窝基站。他们是为了减少用户和基站之间的距离,增强网络覆盖,提高光谱和能源效率。地面网络提出本文由宏观基站、微蜂窝基站和移动用户。宏观基站的发射功率通常超过10 W及其覆盖范围超过200。而对于蜂窝基站,发射功率是500 mW-10 W和覆盖范围在50到200米。与卫星、宏观基站接收多播数据流和转发微蜂窝基站。接收多播数据流后,微蜂窝基站转发给用户。手机用户是低速行人请求不同的广播内容。 In this paper, the stochastic model of terrestrial nodes’ location distribution is based on the Poisson point process (PPP) (<一个href="#B18">萨哈和Dhillon, 2020</一个>)。集成satellite-terrestrial网络大规模的特点,复杂,高动态和瑞士银行。采用传统的路由方法的综合satellite-terrestrial网络会导致贫穷的可伸缩性和路由开销大的问题。</p><h3cl一个年代年代="pt0">软件定义网络</h3><pcl一个年代年代="mb0">软件定义网络将交换机和路由器的控制平面数据平面,使卫星和地面设备的控制和编排从中央实体。SDN的核心控制器,管理各种数据平面资源。学者提出的基于SDSN模型(<一个href="#B23">朱唐et al ., 2014</一个>),我们提出了SDN satellite-terrestrial混合网络的部署模型<一个href="#F2">图2</一个>。SDN控制器设置为控制器层位于地面站,和网络运营控制中心(给)设置为应用程序层。基础架构层由卫星和地面设备,执行基本的转发功能的多播通信。SDN控制器可以抽象网络的拓扑和资源并提供他们通过北向接口应用程序,因此,给可以更有效地利用网络资源。</p><d我vcl一个年代年代="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图2</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g002.jpg" name="Figure2" target="_blank"><img id="F2" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g002.jpg"></a> <p><strong>图2</年代trong>。SDN架构。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <h3 class="pt0">问题公式化</h3><pcl一个年代年代="mb0">网络建模为一个图表<我nl在e-formula id="inf1"> <math id="m1"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> G</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米row><米o>{</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> V</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> E</米我><米o>}</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>,在那里<我nl在e-formula id="inf2"> <math id="m2"> <mi mathvariant="bold-italic"> V</米我></米一个th></inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf3"> <math id="m3"> <mi mathvariant="bold-italic"> E</米我></米一个th></inline-formula>分别表示的一组节点和链接。有三种节点:卫星<我nl在e-formula id="inf4"> <math id="m4"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> V</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 年代</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>,地面站<我nl在e-formula id="inf5"> <math id="m5"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> V</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> g</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>、移动用户终端<我nl在e-formula id="inf6"> <math id="m6"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> V</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>。让一些随机卫星多播源。每个用户都可以加入或离开组播组<e米>我</e米>根据多播的内容在每个时间段的开始<e米>t</egydF4y2Ba米>。让<我nl在e-formula id="inf7"> <math id="m7"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> e</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>表示链接的距离成本<我nl在e-formula id="inf8"> <math id="m8"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> e</米我><米我米一个thv一个riant="normal"> ϵ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> E</米我></米row></米ath> </inline-formula><em>。</e米>节点的能力<我nl在e-formula id="inf9"> <math id="m9"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>和链接<我nl在e-formula id="inf10"> <math id="m10"> <mi mathvariant="bold-italic"> e</米我></米一个th></inline-formula>是<我nl在e-formula id="inf11"> <math id="m11"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>,</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> V</米我></米row></米ath> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf12"> <math id="m12"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> e</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>,</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> e</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> E</米我></米row></米ath> </inline-formula>表示转发条目的数量,可以存储在节点<我nl在e-formula id="inf13"> <math id="m13"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>和最大数据率允许链接<我nl在e-formula id="inf14"> <math id="m14"> <mi mathvariant="bold-italic"> e</米我></米一个th></inline-formula>。<pcl一个年代年代="mb0">解决带宽消耗和重路由开销之间的权衡,制定基于可伸缩的多播流量工程(SMTE)问题(<一个href="#B9">黄et al ., 2016</一个>)。在时间槽<我nl在e-formula id="inf15"> <math id="m15"> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我></米一个th></inline-formula>,让<我nl在e-formula id="inf16"> <math id="m16"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>表示多播组的组播树<e米>我</e米>,让<我nl在e-formula id="inf17"> <math id="m17"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> p</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>从节点即将离任的下游路径的设置<我nl在e-formula id="inf18"> <math id="m18"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>在树上<我nl在e-formula id="inf19"> <math id="m19"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>。让<我nl在e-formula id="inf20"> <math id="m20"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> Υ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>表示节点是否<我nl在e-formula id="inf21"> <math id="m21"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>多播组的节点吗<我nl在e-formula id="inf22"> <math id="m22"> <mi mathvariant="bold-italic"> 我</米我></米一个th></inline-formula>,<我nl在e-formula id="inf23"> <math id="m23"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> ω</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>表示节点是否<我nl在e-formula id="inf24"> <math id="m24"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>有相同的外向下游路径在树上吗<我nl在e-formula id="inf25"> <math id="m25"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf26"> <math id="m26"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> t</米我><米o>−</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>在两个相邻时段如下。</p><d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e1"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> γ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mo> =</米o><米row><米o>{</米o><米row><米t一个ble> <mtr> <mtd> <mrow> <mn> 1</米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> v</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn> 0</米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> v</米我><米o>∉</gydF4y2Ba米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> <mi mathvariant="bold-italic"></mi> <mo> ∀</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> V</米我></米row></米row> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> <div class="equationImageholder"> <math id="e2"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> ω</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold"> ,</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mo> =</米o><米row><米o>{</米o><米row><米t一个ble> <mtr> <mtd> <mrow> <mn> 0</米n><米我米一个thv一个r我ant="bold"> ,</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"></mi> <mrow> <mo> (</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> v</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"></mi> <mi mathvariant="bold"> 和</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"></mi> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> p</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold"> ,</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mo> ≠</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> p</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold"> ,</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米row><米row> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米o>−</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn> 1</米n><米我米一个thv一个r我ant="bold"> ,</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> v</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mi mathvariant="bold"> 和</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"></mi> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> p</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold"> ,</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mo> =</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> p</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold"> ,</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米row><米row> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米o>−</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> <mi mathvariant="bold-italic"></mi> <mo> ∀</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> V</米我></米row></米row> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>2</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 在多播组<e米>我</e米>,让<我nl在e-formula id="inf27"> <math id="m29"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> r</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 我</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>的数据速率多播源<我nl在e-formula id="inf28"> <math id="m30"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> 年代</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>,<我nl在e-formula id="inf29"> <math id="m31"> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> ε</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold"> ,</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>表示包的成本复制链接<我nl在e-formula id="inf30"> <math id="m32"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> e</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> E</米我></米row></米ath> </inline-formula>在时间槽<e米>t</egydF4y2Ba米>,这是副本的数据包的数量。节点的约束和链接在整个网络可以描述如下。<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e3"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mrow> <mo> {</米o><米row><米t一个ble> <mtr> <mtd> <mrow> <munder> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mi mathvariant="bold-italic"> 我</米我></米under> <mrow> <mo> (</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> γ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mo> +</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> γ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米row> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米o>−</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold"> 1</米我></米row></米年代ubsup> <mo> −</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> γ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 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mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </math> </inline-formula>在时间槽<e米>t</egydF4y2Ba米>,多播树成本包括链接成本<我nl在e-formula id="inf32"> <math id="m35"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>,更新成本<我nl在e-formula id="inf33"> <math id="m36"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>和转换成本<我nl在e-formula id="inf34"> <math id="m37"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> h</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>,定义如下。</p><d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e4"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米under> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mi mathvariant="bold-italic"> e</米我></米under> <mi mathvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> e</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>⋅</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> ε</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> e</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo> ∀</米o><米我>e</gydF4y2Ba米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米年代ubsup> 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<mo stretchy="false"> (</米o><米n>5</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> <div class="equationImageholder"> <math id="e6"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> h</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米under> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米under> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> γ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> <mo> ⋅</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> γ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米row> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米o>−</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米年代ubsup> <mrow> <mo> (</米o><米row><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>−</gydF4y2Ba米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> ω</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米我 mathvariant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo> ∀</米o><米我>v</gydF4y2Ba米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mi mathvariant="bold-italic"></mi> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>6</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 这棵树链接成本<我nl在e-formula id="inf35"> <math id="m41"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米我米athvariant="bold-italic"></mi> </mrow> </math> </inline-formula>表示整个多播树的大小,将他们链接长度和包复制。更新成本<我nl在e-formula id="inf36"> <math id="m42"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>代表重路由,当一些现有节点的成本和新节点需要添加新规则。转换成本<我nl在e-formula id="inf37"> <math id="m43"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> h</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>代表了新旧规则存储成本的在一些现有的节点多播树的即将离任的下游这些节点变化的路径。然后下面的多播总成本的定义。</p><d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e7"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米under> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我></米under> <munder> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mi mathvariant="bold-italic"> 我</米我></米under> <mrow> <mo> (</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>+</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> <mo> ⋅</米o><米row><米over一个ccent="true"> <mi mathvariant="bold-italic"> r</米我><米o>¯</gydF4y2Ba米o></米over></米row> <mo> ⋅</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>+</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> <mo> ⋅</米o><米row><米over一个ccent="true"> <mi mathvariant="bold-italic"> r</米我><米o>¯</gydF4y2Ba米o></米over></米row> <mo> ⋅</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> h</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>7</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 在哪里<我nl在e-formula id="inf38"> <math id="m45"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf39"> <math id="m46"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>的参数来区分链路代价树的重要性,更新成本和转换成本。的值<我nl在e-formula id="inf40"> <math id="m47"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf41"> <math id="m48"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>可以是任何数大于或等于0,他们的重量取决于三个费用根据实际网络。<我nl在e-formula id="inf42"> <math id="m49"> <mrow> <mover accent="true"> <mi mathvariant="bold-italic"> r</米我><米o>¯</gydF4y2Ba米o></米over></米row> </math> </inline-formula>是链接的平均长度在整个多播系统。</p><pcl一个年代年代="mb0">例1。<一个href="#F3">图3</一个>代表一个例子来解释本文的多播成本有一个源和四个目的地H1, H2, H3和H4,<我nl在e-formula id="inf43"> <math id="m50"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> <mo> =</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> <mo> =</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>和链接长度指定每个链接旁边。<一个href="#F3">图3一</一个>表明,在时间t,只在多播组H2<e米>我</e米>,从而<我nl在e-formula id="inf44"> <math id="m51"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>2</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>5</gydF4y2Ba米n><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>8</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>。<一个href="#F3">图3 b</一个>表明,在时间t + 1, H1, H3和H4加入多播组。节点D是一个新的开关的多播树。自外向下游路径节点B, C已经改变,他们需要更新恢复规则。因此,<我nl在e-formula id="inf45"> <math id="m52"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> w</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> t</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>2</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>3</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>4</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>5</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>6</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>7</gydF4y2Ba米n><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>28</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米text> </mtext> <mi mathvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> t</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米n>3</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>(含B, C, D),<我nl在e-formula id="inf46"> <math id="m53"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> h</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> t</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米年代ubsup> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米n>2</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>(含B, C)。链接距离的多播树的平均是4,那么多播总成本在时间t + 1槽<我nl在e-formula id="inf47"> <math id="m54"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>28</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>3</gydF4y2Ba米n><米o>×</gydF4y2Ba米o><米n>4</gydF4y2Ba米n><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>2</gydF4y2Ba米n><米o>×</gydF4y2Ba米o><米n>4</gydF4y2Ba米n><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>48</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>。<d我vcl一个年代年代="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图3</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g003.jpg" name="Figure3" target="_blank"><img id="F3" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g003.jpg"></a> <strong>图3</年代trong>。的两个相邻时段的多播树。<年代trong>(一)</年代trong>在时间t的组播树。<年代trong>(B)</gydF4y2Ba年代trong>在时间t + 1的组播树。</d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> 事件成员的加入和离开多播组的泊松过程。让<我nl在e-formula id="inf48"> <math id="m55"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> α</米我><米row><米o>(</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf49"> <math id="m56"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> β</米我><米row><米o>(</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>表示数量的用户发送报告间隔加入或离开组播组<我nl在e-formula id="inf50"> <math id="m57"> <mrow> <mo> (</米o><米n>0</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> ]</米o></米row></米一个th> </inline-formula>,分别。由于延迟内容采集影响路由路径选择和拥塞率计算,使用排队论来评估用户的平均等待时间。流程的输入和输出节点流量在一个方向上根据马尔可夫模型,他们之前的状态是不相关的。基站的服务过程抽象为一个M / M / 1排队系统(<一个href="#B1">莱拉et al ., 2011</一个>)。根据排队系统模型,平均到达率的区间<我nl在e-formula id="inf51"> <math id="m58"> <mrow> <mo> (</米o><米n>0</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> ]</米o></米row></米一个th> </inline-formula>计算如下。<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e8"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> λ</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> λ</米我><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </msub> <mo> =</米o><米fr一个c><米row> <mi mathvariant="bold-italic"> α</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>+</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> β</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>8</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> RP开关的服务时间服从指数分布,平均服务时间<我nl在e-formula id="inf52"> <math id="m60"> <mrow> <mfrac> <mn> 1</米n><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> μ</米我><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow> </math> </inline-formula>。自从到达率<我nl在e-formula id="inf53"> <math id="m61"> <mi mathvariant="bold-italic"> λ</米我></米一个th></inline-formula>和服务速度<我nl在e-formula id="inf54"> <math id="m62"> <mi mathvariant="bold-italic"> μ</米我></米一个th></inline-formula>是常数随时在排队系统中,他们定义如下。<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e9"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> λ</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> λ</米我><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </msub> <mo> =</米o><米fr一个c><米row> <mi mathvariant="bold-italic"> α</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>+</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> β</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> <mo> )</米o></米row></米row> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>9</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> <div class="equationImageholder"> <math id="e10"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> μ</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> μ</米我><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>10</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 然后用户的平均排队等待时间<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e11"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 年代</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米fr一个c><米我米athvariant="bold-italic"> λ</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> μ</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> μ</米我><米o>−</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> λ</米我></米row><米o> )</米o></米row></米row> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>11</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 最后,用户在整个多播系统的平均延迟<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e12"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mrow> <mover accent="true"> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米o>¯</gydF4y2Ba米o></米over></米row> <mo> =</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 年代</米我></米年代ub> <mo> +</米o><米fr一个c><米n>1</米n><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> μ</米我></米fr一个c><米o> +</米o><米row><米over一个ccent="true"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> r</米我></米年代ub> </mrow> <mo stretchy="true"> ¯</米o></米over></米row> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>12</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 在哪里<我nl在e-formula id="inf55"> <math id="m67"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> r</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>表示整个网络的平均传播延迟。</p><pcl一个年代年代="mb0">带宽占用率<我nl在e-formula id="inf56"> <math id="m68"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>的节点<我nl在e-formula id="inf57"> <math id="m69"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>被定义为当前带宽使用情况比节点的带宽容量<我nl在e-formula id="inf58"> <math id="m70"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>。<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e13"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米fr一个c><米row> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> b</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> </mrow> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mfrac> <mo> =</米o><米fr一个c><米row> <msubsup> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 我</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米我米athvariant="bold-italic"> n</米我></米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> r</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 我</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>13</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 在哪里<e米>n</egydF4y2Ba米>表示包含节点多播树的数量<我nl在e-formula id="inf59"> <math id="m72"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>。然后拥塞率<我nl在e-formula id="inf60"> <math id="m73"> <mi mathvariant="bold-italic"> η</米我></米一个th></inline-formula>被定义为节点的带宽占用率的百分比<我nl在e-formula id="inf61"> <math id="m74"> <mi mathvariant="bold-italic"> R</米我></米一个th></inline-formula>在所有节点。<我nl在e-formula id="inf62"> <math id="m75"> <mi mathvariant="bold-italic"> R</米我></米一个th></inline-formula>是确定节点的拥塞状态的参数<我nl在e-formula id="inf63"> <math id="m76"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>根据<我nl在e-formula id="inf64"> <math id="m77"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>。下面的定义是,<我nl在e-formula id="inf65"> <math id="m78"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 全国矿工工会</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> V</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>是整个系统中的所有节点的数量。</p><d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e14"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> η</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米fr一个c><米row> <msub> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> τ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> </mrow> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 全国矿工工会</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> V</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>14</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> <div class="equationImageholder"> <math id="e15"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> τ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米row><米o>{</米o><米row><米t一个ble> <mtr> <mtd> <mrow> <mn> 0</米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"></mi> <mrow> <mo> (</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> <mo> ≥</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> R</米我></米row><米o> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn> 1</米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"></mi> <mrow> <mo> (</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> <mo> <</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> R</米我></米row><米o> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>15</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 给定一个网络拓扑<我nl在e-formula id="inf66"> <math id="m81"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> G</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米row><米o>{</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> V</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> E</米我><米o>}</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>,节点约束<我nl在e-formula id="inf67"> <math id="m82"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>和约束的联系<我nl在e-formula id="inf68"> <math id="m83"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> e</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>流率<我nl在e-formula id="inf69"> <math id="m84"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> r</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 我</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>多播源<我nl在e-formula id="inf70"> <math id="m85"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> 年代</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>,参数<我nl在e-formula id="inf71"> <math id="m86"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf72"> <math id="m87"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>的时间间隔<我nl在e-formula id="inf73"> <math id="m88"> <mrow> <mo> (</米o><米n>0</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> ]</米o></米row></米一个th> </inline-formula>的用户加入组播组<我nl在e-formula id="inf74"> <math id="m89"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> α</米我><米row><米o>(</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>和用户离开多播组的数量<我nl在e-formula id="inf75"> <math id="m90"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> β</米我><米row><米o>(</米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> )</米o></米row></米row> </math> </inline-formula>的平均服务时间开关<我nl在e-formula id="inf76"> <math id="m91"> <mrow> <mfrac> <mn> 1</米n><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> μ</米我><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow> </math> </inline-formula>1)我们的目标是,建立一个动态多播系统与低延迟satellite-terrestrial混合网络,2)最小化的多播成本平衡的重路由频率卫星和地面网络,和3)减少拥堵比通过使用自适应路由计算带宽敏感。</p><一个我d="h5" name="h5"></a> <h2>两层共享树的多播路由算法</h2><pcl一个年代年代="mb15">为了解决这个问题,我们提出一个两层共享树的多播路由算法(TSTM),其中包括三个部分:动态共享树的构建,cost-aware重路由,和带宽occupancy-based拥塞控制。首先,在每个时间段,我们构建整个动态共享树根据多播组。当卫星与地面网络的回归时,采用cost-aware路由算法来确定路由的方法。最后,带宽occupancy-based拥塞控制算法来减少网络拥塞率。</p><h3cl一个年代年代="pt0">动态共享树的构建</h3><pcl一个年代年代="mb0">自从sm协议能有效减少路由状态和具有较强的可伸缩性、多播树是最初构建基于sm协议。构建一个多播树首先需要确定会合点的位置(RP),和RP选择问题是一个NPC问题,需要一个启发式算法。之前提出的方法大致分为两个方向:一是选择在一个给定的有限集的候选人,如喇嘛,另一种是使用贪婪算法搜索最优解。为了优化组播延迟,我们的算法使用禁忌搜索的概念(<一个href="#B16">生et al ., 2020</一个>选择石头剪刀),与喇嘛算法的仿真比较。计算RP的步骤如下。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">1)设置禁止表<e米><年代trong>H</gydF4y2Ba年代trong></e米>存储本地最佳RP-selected解决方案。随机选择一个初始节点<我nl在e-formula id="inf77"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnow</米我></米row></米ath> </inline-formula>,让<我nl在e-formula id="inf78"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> f</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>表示节点的评估价值,多播源的距离的总和<我nl在e-formula id="inf79"> <math> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> 年代</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>来<我nl在e-formula id="inf80"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnow</米我></米row></米ath> </inline-formula>和距离<我nl在e-formula id="inf81"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnow</米我></米row></米ath> </inline-formula>用户节点<我nl在e-formula id="inf82"> <math> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>在多播组<我nl在e-formula id="inf83"> <math> <mi mathvariant="bold-italic"> 我</米我></米一个th></inline-formula>。<我nl在e-formula id="inf84"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> f</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>被定义为<我nl在e-formula id="inf85"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> f</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> xnow</米我></米row><米o> )</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> D</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> 年代</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> <mo> ,</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我></米row><米o> )</米o></米row><米o>+</米o><米under> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米under> <mi mathvariant="bold-italic"> D</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> xnow</米我><米o>,</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我></米row><米o> )</米o></米row><米我米athvariant="bold-italic"></mi> <mo> ∀</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>∈</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> H</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>。设置最大迭代数<e米><年代trong>N</gydF4y2Ba年代trong></e米>。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">2)邻近的节点<我nl在e-formula id="inf86"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnow</米我></米row></米ath> </inline-formula>可以直接与交流作为初始候选集吗<我nl在e-formula id="inf87"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> N</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>。最终的候选集<我nl在e-formula id="inf88"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 可以</米我><米o>_</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> N</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>是<我nl在e-formula id="inf89"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> N</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>禁忌表中删除后的解决方案<e米><年代trong>H</gydF4y2Ba年代trong></e米>。,让<我nl在e-formula id="inf90"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnext</米我></米row></米ath> </inline-formula>表示有最小值的最优解<我nl在e-formula id="inf91"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 可以</米我><米o>_</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> N</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">3)让<我nl在e-formula id="inf92"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnow</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnext</米我></米row></米ath> </inline-formula>。如果<我nl在e-formula id="inf93"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnow</米我></米row></米ath> </inline-formula>满足限制配方,添加<我nl在e-formula id="inf94"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> xnow</米我></米row></米ath> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf95"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> f</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> xnow</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>到禁止表<e米><年代trong>H</gydF4y2Ba年代trong></e米>随着迭代的数量。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">4)如果<e米><年代trong>N</gydF4y2Ba年代trong></e米>达到最大迭代次数,转到步骤5,否则转到步骤2。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">5)最低的解决方案评估价值在禁忌表中<e米><年代trong>H</gydF4y2Ba年代trong></e米>选择最终的RP选择解决方案。</p><pcl一个年代年代="mb0">为了优化重路由策略适用于卫星和地面网络,两层共享树结构用于确定rp和构建共享树在卫星和地面网络。首先,在每个时间段的开始,我们将整个网络链接的连接状态和选择卫星与地面网络穿越时间最长的视觉标准基于陆地宏基站。在本文的其余部分中,我们使用术语提要表示卫星与地面网络。然后我们组饲料作为卫星网络的多播目标节点计算卫星RP。迪杰斯特拉算法是用于建立最短路径从卫星多播源RP节点,以及RP的最短路径,饲料,因此卫星网络的多播树。在地面网络,提要作为源节点来确定陆地的RP节点网络。类似的卫星网络,迪杰斯特拉算法用于构造多播树从源节点到所有多播组用户。</p><pcl一个年代年代="mb0">与组播用户动态地加入或离开组播组,为了提高多播RP的质量和缓解集中压力节点,当多播组的RP到达节点容量限制,新用户将成为一个新的多播组。换句话说,当一个新用户请求多播内容,选择多播组根据请求内容在第一。时间段的加入,确定多播组的陆地RP是否已经达到容量限制,如果没有,用户与地面通信RP和建立最短路径,如果它已经达到节点容量限制,多播树的多播组重新计算,以确保最小的多播组的总延迟,和多播组不接受新用户。用户将成为一个新的多播组,然后一个新的陆地RP节点计算基于新的多播组建立一个新的组播树。</p><h3cl一个年代年代="pt0">Cost-Aware重路由</h3><pcl一个年代年代="mb0">先前的研究中,路由路径的新用户加入或离开组播组有两个解决方案:一个是重新计算路线根据新的拓扑定义为full-rerouting,另一个是直接添加分支,修剪或多播树的地方重新配置,这被定义为partial-rerouting。相对于地面的复杂性和高动态网络,卫星网络的下行比较固定。然而,卫星链路延迟和更高机载资源较少,这可能导致一个极大的资源浪费,如果卫星网络与地面网络总是允许变更同时当大量用户动态地加入或离开组播。</p><pcl一个年代年代="mb0">因此,我们提出一个cost-aware重路由算法。构建组播树后根据前面的算法,当发生提要的交接时,多播总成本<我nl在e-formula id="inf96"> <math id="m111"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>full-rerouting系统和多播总成本<我nl在e-formula id="inf97"> <math id="m112"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>partial-rerouting系统是根据公式3.3计算。Full-rerouting指重建多播树的卫星网络新提要作为目标节点,而partial-rerouting指的是新饲料直接建立一个与前面的饲料不改变原始多播树的基本结构。如果<我nl在e-formula id="inf98"> <math id="m113"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> <mo> ></米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>选择,partial-rerouting,反之亦然,full-rerouting被选中。</p><h3cl一个年代年代="pt0">带宽Occupancy-Based拥塞控制</h3><pcl一个年代年代="mb0">在satellite-terrestrial混合动力系统中,由于卫星的广泛覆盖,上行链路和下行连接卫星网络与地面网络更固定的一段时间。与此同时,一些节点连接到这些固定链接通常在多播传输路径的核心部分,因此许多多播路径包含这些节点,我们称之为热节点。由于长时间的推迟和卫星链路的丢包率高,在这些热节点拥塞发生时,它会降低多播系统的传输质量比其他节点更严重得多。因此,本文介绍了负荷系数重量实时带宽占用的网络拓扑结构连接实现联合优化延迟和拥塞率在路由计算。带宽占用率的比例是节点的带宽容量占用带宽。负载的因素是<我nl在e-formula id="inf99"> <math id="m114"> <mi mathvariant="bold-italic"> β</米我></米一个th></inline-formula>。为每一个网络节点<我nl在e-formula id="inf100"> <math id="m115"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>,其邻居节点的重量<e米>我</e米>作为下一跳路由路径定义为<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e16"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> H</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> β</米我><米fr一个c><米row> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> <mrow> <msqrt> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 2</米我></米年代ubsup> <mo> +</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> B</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 2</米我></米年代ubsup> </mrow> </msqrt> </mrow> </mfrac> <mo> +</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>−</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> β</米我></米row><米o> )</米o></米row><米fr一个c> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> B</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> <mrow> <msqrt> <mrow> <msubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 2</米我></米年代ubsup> <mo> +</米o><米年代ubsup> <mi mathvariant="bold-italic"> B</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 2</米我></米年代ubsup> </mrow> </msqrt> </mrow> </mfrac> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mn> 0</米n><米o>≤</gydF4y2Ba米o><米我>β</gydF4y2Ba米我><米o>≤</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米td> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>16</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> <div class="equationImageholder"> <math id="e17"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米fr一个c><米row> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> <mrow> <msub> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> j</米我><米我米一个thv一个riant="normal"> ϵ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> g</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </msub> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> j</米我></米年代ub> </mrow> </mfrac> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <mo></mo> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> B</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米fr一个c><米row> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> l</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> <mrow> <msub> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> j</米我><米我米一个thv一个riant="normal"> ϵ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> g</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </msub> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> l</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> j</米我></米年代ub> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>17</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 在哪里<我nl在e-formula id="inf101"> <math id="m118"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> g</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>表示节点的相邻节点的集合<我nl在e-formula id="inf102"> <math id="m119"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>,<我nl在e-formula id="inf103"> <math id="m120"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> ξ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>表示相邻节点的带宽占用率<e米><年代trong>我</年代trong></e米>,<我nl在e-formula id="inf104"> <math id="m121"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> l</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>节点的距离吗<我nl在e-formula id="inf105"> <math id="m122"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>它的邻居节点<e米><年代trong>我</年代trong></e米>。的因素<e米><年代trong>β</gydF4y2Ba年代trong></e米>= 0意味着只有考虑到节点带宽占用效果,然后呢<e米><年代trong>β</gydF4y2Ba年代trong></e米>是1只意味着考虑链接距离的效果。<pcl一个年代年代="mb0">然后为了找到负荷系数的最优解<e米><年代trong>β</gydF4y2Ba年代trong></e米>目标函数在时间槽<e米>t</egydF4y2Ba米>是设置为<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e18"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米under> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我><米我米一个thv一个riant="normal"> ϵ</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> V</米我></米row></米under> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> η</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> <mo> +</米o><米row><米over一个ccent="true"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ub> </mrow> <mo stretchy="true"> ¯</米o></米over></米row> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>18</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 在哪里<我nl在e-formula id="inf106"> <math id="m124"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> η</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> v</米我></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>是节点的拥塞率<我nl在e-formula id="inf107"> <math id="m125"> <mi mathvariant="bold-italic"> v</米我></米一个th></inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf108"> <math id="m126"> <mrow> <mover accent="true"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> t</米我></米年代ub> </mrow> <mo stretchy="true"> ¯</米o></米over></米row> </math> </inline-formula>用户的平均延迟时间槽吗<e米><年代trong>t</gydF4y2Ba年代trong></e米>。优化问题转向找到的价值<e米><年代trong>β</gydF4y2Ba年代trong></e米>使目标函数最小。因为它是一个一维问题,一维搜索算法提出了基于黄金分割法。的步骤如下。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">1)给定初始区间<我nl在e-formula id="inf109"> <math> <mrow> <mo> (</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>,</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>]</米o></米row></米一个th> </inline-formula>,精度要求<我nl在e-formula id="inf110"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 托尔</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 托尔</米我><米o>></gydF4y2Ba米o><米n>0</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>黄金分割系数<我nl在e-formula id="inf111"> <math> <mi mathvariant="bold-italic"> T</米我></米一个th></inline-formula>和迭代次数<e米>k</egydF4y2Ba米>。(<我nl在e-formula id="inf112"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>的值是<我nl在e-formula id="inf113"> <math> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我></米一个th></inline-formula>在<我nl在e-formula id="inf114"> <math> <mi mathvariant="bold-italic"> k</米我></米一个th></inline-formula>th迭代)2)设置初始参数<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e19"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mrow> <mo> {</米o><米row><米t一个ble> <mtr> <mtd> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>+</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>−</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> T</米我></米row><米o> )</米o></米row><米o>⋅</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>−</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>−</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>−</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> T</米我></米row><米o> )</米o></米row><米o>⋅</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>−</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> Wc</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> W</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> d</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> W</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>19</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 表示目标函数值从仿真获得什么时候<e米><年代trong>β</gydF4y2Ba年代trong></e米>是<我nl在e-formula id="inf115"> <math id="m134"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf116"> <math id="m135"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </math> </inline-formula>,分别。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">3)如果<我nl在e-formula id="inf117"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>−</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>≥</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 托尔</米我></米row></米ath> </inline-formula>,转到步骤(4),否则停止搜索,最终的解决方案<我nl在e-formula id="inf118"> <math> <mrow> <mo> (</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米row> <mo> (</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>+</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>)</米o></米row><米o>/</米o><米n>2</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>。4)如果<我nl在e-formula id="inf119"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> Wc</米我><米o><</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> Wd</米我></米row></米ath> </inline-formula>,转到步骤(5),否则转到步骤(6)。5)计算如下,然后去步骤(7)。<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e20"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mrow> <mo> {</米o><米row><米t一个ble> <mtr> <mtd> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mtext></mtext> <mi mathvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> d</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我>W</gydF4y2Ba米我><米我>c</gydF4y2Ba米我></米row></米td> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>+</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>−</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> T</米我></米row><米o> )</米o></米row><米o>⋅</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>−</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> c</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> W</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>20.。</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 6)计算如下,然后去步骤(7)。<d我vcl一个年代年代="equationImageholder"> <math id="e21"> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mrow> <mo> {</米o><米row><米t一个ble> <mtr> <mtd> <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mtext></mtext> <mi mathvariant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> c</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> W</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> d</米我></米row></米td> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>=</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>−</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>−</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> T</米我></米row><米o> )</米o></米row><米o>⋅</米o><米row><米o>(</gydF4y2Ba米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> b</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row><米o>−</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> W</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> d</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> W</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> d</米我><米row><米o>(</米o><米row><米我米一个thvariant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米o>)</米o></米row></米row> <mo> )</米o></米row></米row> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mrow> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o><米n>21</gydF4y2Ba米n><米o年代tretchy="false"> )</米o></米一个th><d我vclass="clear"></div> </div> 7)让<我nl在e-formula id="inf120"> <math> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> k</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> k</米我><米o>+</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>,回到步骤(3)。<一个我d="h6" name="h6"></a> <h2>绩效评估</h2><h3cl一个年代年代="pt0">模拟环境</h3><pcl一个年代年代="mb0">地面节点的位置分布的随机模型是基于泊松过程(PPP)。摘要地面网络包含2宏观基站,宏观基站的覆盖半径1000米。每个宏基站泊松分布(平均值是150)的微蜂窝基站覆盖范围内,微蜂窝基站的覆盖范围是100米。两个宏观基站之间的距离是1500米。的事件多播组的成员的加入和离开的时间间隔<我nl在e-formula id="inf121"> <math id="m142"> <mrow> <mo> (</米o><米n>0</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> ]</米o></米row></米一个th> </inline-formula>泊松过程的中值40和5,分别。设置节点的约束<我nl在e-formula id="inf122"> <math id="m143"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> v</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>=</米o><米n>5</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>,<我nl在e-formula id="inf123"> <math id="m144"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> c</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> e</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>=</米o><米我>∞</gydF4y2Ba米我></米row></米ath> </inline-formula>流率<我nl在e-formula id="inf124"> <math id="m145"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> r</米我><米row><米o>(</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> 我</米我><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>=</米o><米n>5</gydF4y2Ba米n><米我>米</米我><米我>b</gydF4y2Ba米我><米我>我</米我><米我>t</gydF4y2Ba米我><米o>/</gydF4y2Ba米o><米我>年代</米我></米row></米ath> </inline-formula>所有多播源的参数<我nl在e-formula id="inf125"> <math id="m146"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>1</gydF4y2Ba米n></米年代ub> <mo> =</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>,<我nl在e-formula id="inf126"> <math id="m147"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> σ</米我><米n>2</gydF4y2Ba米n></米年代ub> <mo> =</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>的时间间隔<我nl在e-formula id="inf127"> <math id="m148"> <mrow> <mo> (</米o><米n>0</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> ]</米o></米row></米一个th> </inline-formula>,<我nl在e-formula id="inf128"> <math id="m149"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米n>40</gydF4y2Ba米n><米我>米</米我><米我>我</米我><米我>n</gydF4y2Ba米我></米row></米ath> </inline-formula>。用户加入组播组的数量<我nl在e-formula id="inf129"> <math id="m150"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> α</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米n>44</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>和用户离开多播组的数量<我nl在e-formula id="inf130"> <math id="m151"> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> β</米我><米row><米o>(</米o><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> <mo> )</米o></米row><米o>=</米o><米n>8</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>的平均服务时间开关<我nl在e-formula id="inf131"> <math id="m152"> <mrow> <mfrac> <mn> 1</米n><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> μ</米我><米row><米年代ub> <mi mathvariant="bold-italic"> t</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> e</米我></米年代ub> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo> =</米o><米n>5</gydF4y2Ba米n><米我>米</米我><米我>年代</米我></米row></米ath> </inline-formula>。为新加入多播组的成员,他们的地理位置是随机生成的。陆地环境图一样<一个href="#F4">图4</一个>。<d我vcl一个年代年代="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图4</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g004.jpg" name="Figure4" target="_blank"><img id="F4" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g004.jpg"></a> <strong>图4</年代trong>。陆地环境图。</d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> 考虑地面基站和用户接入三个州:1)如果移动用户没有任何蜂窝基站的覆盖范围,移动用户可以直接连接到最近的宏观基站,2)宏观基站可以连接到微基站内100米。3)每个蜂窝基站连接到其最近的8蜂窝基站形成网状网络。<pcl一个年代年代="mb0">用户根据多播分组内容请求,请求的概率<我nl在e-formula id="inf132"> <math id="m153"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> 我</米我><米row><米我米athvariant="bold-italic"> th</米我></米row></米年代ub> </mrow> </math> </inline-formula>受欢迎的内容之一<我nl在e-formula id="inf133"> <math id="m154"> <mi mathvariant="bold-italic"> n</米我></米一个th></inline-formula>内容被定义为<我nl在e-formula id="inf134"> <math id="m155"> <mrow> <msub> <mi mathvariant="bold-italic"> f</米我><米我米一个thv一个riant="bold-italic"> 我</米我></米年代ub> <mo> =</米o><米fr一个c><米row> <msup> <mi mathvariant="bold-italic"> 我</米我><米row><米o>−</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> γ</米我></米row></米年代up> </mrow> <mrow> <msubsup> <mstyle displaystyle="true"> <mo> ∑</米o></米年代tyle> <mrow> <mi mathvariant="bold-italic"> j</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row><米我米athvariant="bold-italic"> n</米我></米年代ubsup> <msup> <mi mathvariant="bold-italic"> j</米我><米row><米o>−</米o><米我米一个thv一个r我ant="bold-italic"> γ</米我></米row></米年代up> </mrow> </mfrac> </mrow> </math> </inline-formula>根据Zipf分布,<我nl在e-formula id="inf135"> <math id="m156"> <mi mathvariant="bold-italic"> γ</米我></米一个th></inline-formula>是偏差参数。本文将偏差参数设置为0.8和多播内容类型的数量4列为,B, C, D在受欢迎程度从高到低的顺序。然后他们被要求的概率是0.431,0.248,0.179,和0.142,分别。</p><pcl一个年代年代="mb0">在带宽occupancy-based拥塞控制算法,考虑的价值<我nl在e-formula id="inf136"> <math id="m157"> <mi> β</米我></米一个th></inline-formula>在0和1之间,设置初始模拟值<我nl在e-formula id="inf137"> <math id="m158"> <mrow> <mi> 一个</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>=</米o><米n>0</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米text> </mtext> <mi> b</米我><米row><米o>(</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n><米o>)</gydF4y2Ba米o></米row><米o>=</米o><米n>1</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>和<我nl在e-formula id="inf138"> <math id="m159"> <mrow> <mi> t</米我><米我>o</gydF4y2Ba米我><米我>l</gydF4y2Ba米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>0.01</gydF4y2Ba米n><米o>,</gydF4y2Ba米o><米text> </mtext> <mi> T</米我><米o>=</gydF4y2Ba米o><米n>0.618</gydF4y2Ba米n></米row></米一个th> </inline-formula>。</p><pcl一个年代年代="mb0">在我们的实验中,我们比较基于喇嘛(LAMA-TSTM)我们的方法,我们的方法是基于禁忌搜索(Tabu-TSTM),喇嘛和原始基于禁忌搜索的sm。多播的成本(包含成本树链接,更新成本和转换成本),平均延迟,多播树的总长度,采用拥塞率作为性能指标。</p><一个我d="h7" name="h7"></a> <h2>结果与讨论</h2><pcl一个年代年代="mb15">首先,我们研究了多播不同算法所产生的成本。随着模拟时间的增加,不同的组播用户动态地加入或离开。<一个href="#F5">图5</一个>显示链接的结果产生的成本多播系统组播用户的数量。可以看出LAMA-TSTM可以有效地减少成本的联系,而由于禁忌搜索算法简单地找到最优解的距离,该链接的成本比禁忌Tabu-TSTM稍有增加。结果表明,该算法TSTM树建筑可以减少资源消耗和链接链接距离所产生的成本。<一个href="#F6">图6</一个>显示了转换成本的结果生成的多播系统组播用户的数量。可以看出LAMA-TSTM和Tabu-TSTM都可以降低转换成本比原来的算法,这表明存储新旧规则的转换成本在交换机可以减少多播树拓扑变化。<一个href="#F7">图7</一个>显示生成的结果更新成本多播系统组播用户的数量,这可以看出,添加新规则的更新成本改善后可以减少开关由重路由算法TSTM喇嘛和禁忌。</p><d我vcl一个年代年代="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图5</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g005.jpg" name="Figure5" target="_blank"><img id="F5" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g005.jpg"></a> <p><strong>图5</年代trong>。多播树的关联成本在不同的算法。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="Imageheaders"> 图6</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g006.jpg" name="Figure6" target="_blank"><img id="F6" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g006.jpg"></a> <p><strong>图6</年代trong>。多播树的转换成本在不同的算法。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="Imageheaders"> 图7</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g007.jpg" name="Figure7" target="_blank"><img id="F7" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g007.jpg"></a> <p><strong>图7</年代trong>。多播树的更新成本在不同的算法。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb15">此外,我们还比较用户请求的平均延迟接受多播信息的多播信息的总长度几下的多播树算法,在多播树长度是指个体的数量的总和多播树节点多播系统,仿真结果所示<一个href="#F8">图8</一个>,<gydF4y2Ba一个href="#F9">9</一个>。<一个href="#F8">图8</一个>介绍了同样的模式<一个href="#F6">图6</一个>用户推迟,表明TSTM低于原来的喇嘛算法,但通过直接禁忌搜索最短路径计算得到最小的延迟。然而,使用禁忌搜索算法直接将多播成本的增加,这可以称为<一个href="#F5">图5</一个>,<gydF4y2Ba一个href="#F7">7</一个>,<gydF4y2Ba一个href="#F9">9</一个>表明,TSTM多播树的总长度比原来长喇嘛和禁忌搜索算法,这表明TSTM降低多播树的重路由开销的代价越来越多播树的大小。</p><d我vcl一个年代年代="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图8</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g008.jpg" name="Figure8" target="_blank"><img id="F8" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g008.jpg"></a> <p><strong>图8</年代trong>。多播树的平均延迟在不同的算法。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="Imageheaders"> 图9</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g009.jpg" name="Figure9" target="_blank"><img id="F9" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g009.jpg"></a> <p><strong>图9</年代trong>。多播树的总长度在不同的算法。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb15">在第三阶段的TSTM带宽occupancy-based基于负荷系数的拥塞控制算法实现。的<一个href="#F10">图10</一个>显示了加载因子β的概率分布。可以看出,由于仿真系统的随机性,β分布在0和1之间的值,但0.37和0.38之间的概率值明显高于其他值。此外,由于β取0和β1代表只考虑带宽占用或只有路径的距离,而不是伟大的现实意义,这两个极端值从仿真中删除。因此,本文提出的系统中,使用0.37 - -0.38作为β值可以实现最好的拥塞控制。的<一个href="#F11">图11</一个>显示的结果系统堵塞比和不同负载因子β。可以看出,当β0.3869或0.6220拥塞控制,整个系统的拥塞率低于当β0(即。,noconge年代t我oncontrol), and the congestion rate reduction is more prominent when the number of multicast users increases as the simulation time increases. The results also indicate that since β taking 0.3869 is the better coefficient with higher probability, a more comprehensive congestion rate reduction can be obtained than when β takes 0.6220.</p><d我vcl一个年代年代="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图10</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g010.jpg" name="Figure10" target="_blank"><img id="F10" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g010.jpg"></a> <p><strong>图10</年代trong>。负载因子β的概率分布。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="Imageheaders"> 图11</d我v><d我vcl一个年代年代="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g011.jpg" name="Figure11" target="_blank"><img id="F11" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/731992/frcmn-02-731992-HTML-r1/image_m/frcmn-02-731992-g011.jpg"></a> <p><strong>图11</年代trong>。系统的堵塞比和不同负荷系数β。</p></d我v><d我vcl一个年代年代="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <a id="h8" name="h8"></a> <h2>结论</h2><pcl一个年代年代="mb15">在本文中,我们提出了一个两层共享树的多播路由算法(TSTM)来实现高效的动态多播组管理,解决带宽消耗之间的权衡和重路由开销,和缓解热节点拥塞问题。在该方法中,有三个阶段:动态共享树的构建,cost-aware重路由,和带宽occupancy-based拥塞控制。首先,动态satellite-terrestrial多播系统由动态共享树构建算法。然后cost-aware重路由算法用于实现重新平衡控制。最后,在带宽occupancy-based拥塞控制算法,介绍了负载因素反映在路由计算全球网络拓扑带宽利用率减少拥塞率。仿真结果表明TSTM可以减少多播成本、平均延迟和拥塞率在某种程度上与喇嘛和禁忌搜索算法。</p><一个我d="h9" name="h9"></a> <h2>数据可用性声明</h2><pcl一个年代年代="mb15">原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。</p><一个我d="h10" name="h10"></a> <h2>作者的贡献</h2><pcl一个年代年代="mb0">有分类,作者分别了。他们如下:担保人的整个研究的完整性:JX ZX。研究概念:ZX。研究设计:JX ZX。文献研究和实验研究:JX。数据分析:JX ZX。手稿准备和编辑:JX。手稿修改和审查:JX、ZX和ZD。</p><一个我d="h11" name="h11"></a> <h2>资金</h2><pcl一个年代年代="mb0">这项工作是完全支持由中国国家自然科学基金(91638301,91638301)。</p><一个我d="h12" name="h12"></a> <h2>的利益冲突</h2><pcl一个年代年代="mb0">作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。</p><一个我d="h13" name="h13"></a> <h2>出版商的注意</h2><pcl一个年代年代="mb15">本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。</p><一个我d="h14" name="h14"></a> <h2>引用</h2><d我vcl一个年代年代="References"> <p class="ReferencesCopy1"><a name="B1" id="B1"></a>莱拉,P。,米oh一个米米一个d,米。,和 Keshavarzi, R. 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(2014). “Software Defined Satellite Networks: Benefits and Challenges,” in<年代p一个ncl一个年代年代="conf-name">程序- 2014年IEEE计算机、通讯和信息技术应用会议</年代p一个n>,127- 132。doi: 10.1109 / ComComAp.2014.7017183</p><pcl一个年代年代="ReferencesCopy2"><a href="https://doi.org/10.1109/ComComAp.2014.7017183">CrossRef全文</一个>|<gydF4y2Ba一个href="https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=Software+Defined+Satellite+Networks:+Benefits+and+Challenges&btnG=">谷歌学术搜索</一个></p></d我v></div> <div class="thinLineM20"></div> <div class="AbstractSummary"> <p><span>关键词:</年代p一个n>多播,satellite-terrestrial混合网络,路由算法,拥塞控制,SDN</p><p><年代p一个n>引用:</年代p一个n>熊J,徐Z和戴Z(2021)两层共享树的多播路由算法对软件定义的混合Satellite-Terrestrial通信网络。<e米>前面。审稿。净</e米>2:731992。doi: 10.3389 / frcmn.2021.731992</p><p我d="timestamps"><span>收到:</年代p一个n>20.21年6月28日;<年代p一个n>接受:</年代p一个n>20.21年9月22日;<br><年代p一个n>发表:</年代p一个n>20.21年10月07。</p><d我v><p>编辑:</p><一个href="https://loop.frontiersin.org/people/1006211/overview">符文Hylsberg雅各布森</一个>丹麦奥尔胡斯大学</d我v><d我v><p>审核:</p><一个href="https://loop.frontiersin.org/people/977994/overview">Lidong朱</一个>中国电子科技大学,中国<br><一个href="https://loop.frontiersin.org/people/989575/overview">Yunchong关</一个>沈阳航空航天大学,中国</d我v><p><年代p一个n>版权</年代p一个n>©2021 Xiong,徐和戴。这是一个开放分布式根据文章<一个rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" target="_blank">知识共享归属许可(CC)。</一个>使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。</p><p><年代p一个n>*通信:</年代p一个n>甄徐,<一个href="mailto:xuzhen@buaa.edu.cn">xuzhen@buaa.edu.cn</一个></p><d我vcl一个年代年代="clear"></div> </div> <div class="research-topic-container" style="display: none;"> <a href="//www.thespel.com/research-topics/16753" data-test-id="relatedRT-link"> <div class="research-topic-data"> <h5 class="topic-title"><span>本文是研究课题的一部分</年代p一个n></h5><p年代tyle="margin-bottom:0;">LEO卫星星座网络</p><d我vcl一个年代年代="topic-link-trim" data-event="rt-link-click"> 查看所有3篇文章<年代p一个n年代tyle="position: relative;top: 1px;"></span> </div> </div></a> </div>   <div class="thin-line-dark"></div> </div> </div> </div> </main> </div> <div class="side-article-subjects only-devices widget-listing people-also-looked-at hidden"> <h5 class="like-h4">人也看了</h5></d我v></d我v></div> </div> <div id="divTemplates"> <div class="modal fade modal-container impact-modal-container" data-backdrop="static" id="impactModal" tabindex="-1" role="dialog" aria-labelledby="myModalLabel" aria-hidden="true"></div> <div class="modal fade modal-container supplementary-modal-container" data-backdrop="static" data-keyboard="false" id="supplementaryFilesModal" tabindex="-1" role="dialog" aria-labelledby="mySupplementaryModalLabel" aria-hidden="true" style="display: none; padding-right: 17px;"></div> <div class="modal fade modal-container notifyme-modal-container" data-backdrop="static" id="notifyModal" tabindex="-1" role="dialog" aria-labelledby="Notify on publication" aria-hidden="true"></div> </div> </div> <a id="floating-download-pdf-btn" class="floating-button" data-event="downloadfloating-button-click" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/frcmn.2021.731992/pdf"><span class="floating-button-text" data-event="downloadfloating-button-click">下载</年代p一个n></一个><frontiers-footer main-domain="frontiersin.org"></frontiers-footer>   </body> </html>

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