题目：绿色网络中的QoS路由和睡眠机制研究

在互联网中提供能够保证服务质量(Quality of Service，简称QoS)的路由已经成为当今网络技术的一个热点问题，尤其是多约束条件下的QoS路由对传统的路由算法技术提出了新的挑战，大量在路由成功率和运算复杂度之间取得平衡的新颖策略不断涌现。而作为现代QoS路由在低动态和高动态的网络环境中的典型应用，延迟和共用风险链路组(Shared Risk Link Groups，简称SRLG) 约束下的波分复用(Wavelength Division Multiplexing，简称WDM)网络和非精确状态信息下的传感器网络的技术进步，尤其是网络中的能量消耗日益得到重视，使得网络对QoS服务质量以及绿色节能措施的研究进入了崭新的阶段。

本论文在研究了国际最新的几种主要的多约束下QoS路由方法的基础上，提出了一种基于改进的路径控制性法则的启发式多约束k最短简单路径算法。文中详细论述了该方法的原理、逻辑结构和代价函数等方面，并通过数值仿真验证了该方法在典型网络中的效果。结果显示，该方法在路径可行路径数量、路径优秀性以及路由成功率等方面的性能，相对于传统方法都取得了显著的提高。

本文将该方法引入了低动态WDM网络与高动态的传感器网络的QoS路由和睡眠机制的研究中：

针对WDM网络中在延迟和SRLG可靠性约束下的路由，本论文将节点睡眠机制引入讨论中，并提出了一种绿色的延迟和SRLG约束下的路径保护方法及其相应的节点睡眠机制。通过路由过程中同步进行节点睡眠和唤醒时间的优化，和对路径代价函数和节点路径列表更新策略的特殊设计，以及在允许路径共享波长资源的同时，进一步鼓励路径共享睡眠节点的唤醒，在保证路径保护成功率的前提下，显著降低了网络的能量消耗。并通过在软件中建立WDM网络模型，以数值仿真的方式验证了该方法对于网络中节点的睡眠比例，节点的状态转换次数和路径保护阻塞概率等性能指标作出的改善，以及该方法在不同网络拓扑、规模、连通性等情况下性能的稳定性。

针对含有非精确状态信息的传感器网络在延迟约束下的路由，本文提出了一种概率的路由方法以及相应的睡眠机制。本文的睡眠机制根据路过每个节点的数据的到达时间及其要求的唤醒时间，计算出一组该节点预计的唤醒时间上、下限。利用上述信息，路由算法可以得到更精确的概率意义上的路径延迟，从而找到拥有最大概率满足延迟约束的路径，并尽可能减少对节点的唤醒。如果唤醒不可避免，本文鼓励在某个睡眠节点拥有相似数据到达时间和要求的唤醒时间的路径共享该对节点的唤醒，其代价函数在考虑节点因为唤醒损失的睡眠时间的同时，还考虑了不同路径的数据赶上该次节点唤醒并从中受益的概率。通过上述改进，本文在不损伤数据传输的QoS服务质量的前提下，进一步降低能量消耗。通过在软件中建立传感器网络的模型，本文以数值仿真的方式验证了此前QoS路由和节能方法在非精确状态信息影响下的性能劣化，本文提出的方法对于网络中节点的睡眠比例，节点的状态转换次数和路径保护阻塞概率等性能指标作出的改善及其在不同网络规模下的稳定性。