面向移动云计算的节能传输中间件研究

摘要

基于云计算的新型移动应用需要通过无线网络和云平台进行频繁的数据交互，而无线网络的不稳定性可能会导致数据传输能效过低，大量消耗资源受限的移动设备中宝贵的电池资源。另一方面，由于无线蜂窝网络中尾时间机制的存在，彼此独立的移动应用中离散随机的数据传输会造成大量的尾能耗开销。基于大部分富媒体移动应用中数据的可预取或可延迟性，移动云计算节能传输中间件系统对数据传输进行灵活调度与整合，并以节能方式发送，达到移动端和云端的节能交互目的。
　　移动云计算节能传输中间件系统利用云资源来管理和整合移动应用的数据传输，并以高能效方式进行移动数据的上传和下载。已有实验研究表明，在网速较差的情况下，无线传输能耗明显高于网速优良的情况。根据这点观察，节能传输中间件系统基于李雅普诺夫优化控制理论设计在线传输决策算法，自动地在无线网络状况良好的时机进行数据的预取传输或者延迟传输。在线传输决策算法能够针对无线网络的不稳定性，仅利用当前的网络状态信息和应用数据队列信息做全局的最优决策。
　　移动云计算节能传输中间件在Amazon EC2云平台和Android智能手机上进行了原型系统的实现，并在各种典型的应用场景下进行了大量的仿真实验和真实系统实验。实验结果表明节能传输中间件系统能够适用于复杂的无线网络环境和用户使用场景，取得明显的传输能耗节省。

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1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究内容

1.4 文章框架结构

2 移动云计算节能传输中间件系统设计

2.1 移动云计算节能传输中间件系统简介

2.2 移动云计算节能传输中间件系统设计思路

2.3 节能传输中间件系统的体系结构与功能模块

2.4 节能传输中间件的工作机制和处理流程

2.5 本章小结

3 移动云计算节能传输中间件节能传输算法

3.1 系统模型

3.2 无线网络带宽和传输决策模型

3.3 无线网络能耗模型

3.4 在线传输决策算法

3.5 在线传输决策算法性能分析

3.6 本章小结

4 系统测试与分析

4.1 基于真实网速记录的仿真实验

4.2 原型系统搭建与测试

4.3 本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间参加的主要科研项目

附录2 攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录3 攻读硕士学位期间申请的国家发明专利