一种区分优先级自适应抖动的媒质接入控制协议

针对军事航空通信系统中随机接入类协议不支持多优先级且在重负载时传输性能急剧恶化问题,提出一种区分优先级自适应抖动的多信道媒质接入控制(MAC)协议PAJ_MAC。协议基于随机接入机制,采用为各个优先级设置不同最大抖动阶段的方法来区分各优先级业务的QoS,通过估计信道忙闲程度并根据估计值调节抖动阶段转移概率自适应因子,使协议具备业务负载自适应能力。分别建立了分组等待阶段发送缓冲区的M/G/1/K排队模型、信道接入阶段抖动状态的二维马尔科夫链模型和传播阶段的突发包碰撞模型,得到了协议各项性能指标的理论表达式,并通过编程求出了自适应因子在保证最高优先级可靠性需求下随业务负载变化的最优解。仿真表明,该协议支持多优先级业务,并始终保证最高优先级业务的低时延(端到端时延10ms)、高可靠(成功传输概率≥95%)传输以及系统吞吐量的稳定。     

带有时间约束的机载自组网自适应退避算法

针对传统媒质接入控制(MAC)层退避算法无法满足机载自组网中高优先级业务高可靠、低时延的QoS传输需求,以及重负载时算法性能下降严重的问题,提出一种带有时间约束的多优先级自适应退避算法。首先,针对不同优先级业务的QoS需求,建立相应的时间约束机制和竞争窗口自适应调整机制,当网络处于重负载时,通过限制低优先级业务接入信道来保证高优先级业务的传输;其次采用三维马尔科夫链对多优先级自适应退避算法进行建模,求解不同网络负载时各优先级分组受时间约束条件下的退避状态转移概率,理论推导出网络吞吐量和平均MAC时延的数学表达式。仿真结果表明,该算法在重负载时能够有效保障高优先级业务低时延(2ms)、高可靠(99%)的QoS需求,相比增强型分布式信道接入访问和区分企业优先级的自适应退避算法,当网络负载大于9 000包/s时,吞吐量分别提升了33.4%和21.5%。     

一种基于统计的航空自组网多信道忙闲认知算法

传统自组网MAC协议采用载波侦听的方式判断信道忙闲,航空环境中节点分布广,通信距离远,网络拓扑动态变化,载波侦听结果并不准确,且侦听造成传输时延较大,信道利用率降低。结合AR预测,提出一种信道忙闲认知算法LS-AR(L-Step-Revise AR),通过统计过去若干时帧收到的突发个数预测当前时帧收到的突发个数,将多步预测值和真实值的差值作为下个时帧预测的修正,以预测突发个数判断信道忙闲,避免了采用侦听方式造成的时延,提高了信道利用率,为不同优先级分组接入信道提供了较为精确的判断依据。仿真结果显示,该算法对信道负载情况预测的准确率达到90%,满足航空自组网对MAC协议的要求。     

面向蜂群无人机自组网接入协议的多优先级动态阈值算法

针对蜂群无人机自组网中存在的数据传输低可靠性以及高时延等问题，提出了面向蜂群无人机自组网接入协议的多优先级动态阈值算法。首先，分析数据帧在无线信道中的传输过程，利用各优先级的数据发送概率求得各优先级的数据传输成功率；其次，提出了一种改进的信道满载阈值计算方法，当信道环境发生变化时能够稳定数据的传输并降低时延；最后，通过依次调整各优先级阈值，维持整体信道处在满载阈值水平，保证了最高优先级队列的高传输成功率与低传输时延，有效地提高了整体蜂群无人机自组网的性能。仿真结果表明：在不同业务量接入的情况下，所提协议能够保持各优先级数据的高传输成功率、低时延和高吞吐量传输，传输成功率比基于业务量统计的多优先级接入协议提升了14.2%,并在最高优先级数据传输成功率、端到端时延以及吞吐量等方面具有较大的优势。     

一种应用于低轨卫星的APRMA MAC协议

针对低轨卫星通信信道碰撞检测能力弱,时延较长和大业务量的特点,提出一种具有接入控制机制的自适应APRMA MAC协议。通过对信道负载和业务优先级判断来确定不同业务的接入概率函数,并且接入概率在每个时隙中通过更新来动态适应系统资源的变化。该MAC协议确保多个终端合理共享有限的无线资源同时,系统能达到高容量。通过仿真对语音业务丢包概率、数据包平均时延和数据业务吞吐量三个衡量协议性能指标与传统协议进行分析对比,证明了APRMA协议的性能。     

Ad Hoc 网络动态时隙分配的混合 MAC 协议研究与仿真

针对 Ad Hoc 网络的节点具有移动性,信道具有多跳共享性的特点,提出动态时隙分配的混合媒体接入控制（media access control,MAC）协议,协议包括时隙分配和时隙竞争2个阶段。在时隙分配阶段,采用静态分配和动态调整相结合的方式,在为每个节点分配固有时隙的基础上,将不共享信道的节点时隙动态地分配给通信节点;在时隙竞争阶段,通过在子帧中设置不同优先级,在不参与通信节点的主时隙中,数据传输子帧被分成实时业务竞争阶段和非实时业务竞争阶段,竞争成功的节点在这个时隙传输数据,提高优先业务节点的接入概率。采用 NS2网络模拟软件进行仿真,结果表明,所提混合 MAC 协议提高了系统的分组投递率,降低了实时业务的平均时延,协议能够充分利用信道空间复用性,减少竞争,提高接入效率,适合 Ad Hoc 网络。     

认知可用带宽下的传输控制机制

在航空通信中,传输控制技术直接影响网络的通信性能。基于优先级的传输控制机制能够保证高优先级业务的通信性能,但存在低优先级业务传输性能不佳以及带宽资源利用不足的问题。为了解决这一问题,结合绿色通信理论思想和可用带宽估计技术,提出"认知可用带宽"概念,设计基于认知可用带宽的传输控制机制,并采用多进制自适应调制技术提升网络带宽利用率。仿真结果表明,基于认知可用带宽的传输控制机制能够在保证高优先级业务时延的条件下改善低优先级业务的传输性能,并保证业务最大时延抖动小于0.02ms;同时,自适应调制技术的应用使得网络吞吐率提升3.26%。     

自适应切换策略对VoWLAN性能改进的研究

为了保证服务质量,IEEE 802.11工作组指出因特网语音服务的切换时延不应该超过50 ms。本文提出了一种自适应切换策略：信令分组的传输发生在控制信道上,从而缩短了信令分组的接入时延;数据信道上的因特网语音分组具有高于数据分组的接入优先权,保证了因特网语音业务的实时性;而且,切换时移动台在选择目标接入点时结合了信号强度和当前负荷来完成,避免了接入点负荷过大,造成网络性能下降。仿真结果显示,该策略在保证切换时延不超过规定门限值的同时,资源利用率比现有的快速扫描算法提高了9%左右,业务成功接入率提高了10%。     

多通道多业务媒体接入控制协议研究

提出了一种优先级控制的多通道多业务随机接入协议,协议将信息分组按照优先级高低顺序从空闲信道中随机选择信道发送,理论分析和仿真实验表明,该协议能提高系统资源利用率,并优先为高优先级业务提供服务,是一种有效的多通道多业务MAC协议。     

基于MAC层协议的自适应退避算法

针对二进制指数退避算法传输时延较高、 信道利用率和吞吐量较低等问题, 提出一种基于MAC层协议的自适应退避算法. 先对比系统延迟中值及数据包传输时间, 得出退避因子的大小, 从而使退避窗口据此动态变化, 再由得到的最大退避时隙数建立多冲突以太网通信网络模型. 仿真实验结果表明, 该算法相比于二进制指数退避算法在多冲突以太网场景中, 传输时延较低, 吞吐量和信道利用率均较高, 从而提高了传输实时性.     

WFQ与WRR调度算法的性能分析与改进

不同类别的业务对时延及时延抖动的要求是不同的,为了满足不同业务的服务质量(QoS),选择一种合适的队列调度算法至关重要. 研究了分组长度对WRR及WFQ算法公平性以及时延性能的影响,并提出了一种基于分组长度及队列权重的改进型WRR算法——enhanced-WRR. 仿真结果表明,当分组长度相同时,WRR与WFQ的时延性能几乎一致;当分组长度不同时,WRR算法不能保证高优先级队列的时延要求,而E-WRR算法的时延性能逼近WFQ算法,能很好地保证高优先级队列的时延要求,并且极大降低了算法复杂度.      

基于G/G/1排队模型的802.11 DCF延迟分析

针对现有802.11 DCF分析模型在进行退避机制分析时不考虑周围节点状态的不足,提出了一种非饱和情况下IEEE 802.11 DCF协议的性能分析方法,推导出了以802.11 DCF为媒体访问控制(MAC)层协议的单跳无线网络中,MAC层的分组延迟及其抖动表达式,并分析了不同分组到达速率、节点数和退避窗口大小对MAC层分组冲突概率、延迟及其抖动的影响.仿真结果表明:MAC层的分组冲突概率、延迟及其抖动随着分组到达速率、节点数的增加而增加;以冲突概率的增加为代价,减小最小退避窗口可以减小MAC层的分组延迟及其抖动.     

A Service Ratio-Based Dynamic Fair Queueing Algorithm for Packet Switching Networks

A new weighted fair queueing algorithm is proposed, which uses the novel flow-based service ratio parameters to schedule flows. This solves the main drawback of traditional weighted fair queneing algorithms- the packet-based calculation of the weight parameters. In addition, this paper proposes a novel service ratio calculation method and a queue mangement technology. The former adjusts the service ratio parameters adaptively based on the dynamics of the packet lengths and thee solves the unfairness problem induced by the variable packet length. The latter improves the utilization of the server＇s queue buffer and reduces the delay jitter through restricting the buffer length for each flow.     

一种基于排队论的主动队列拥塞控制算法

主动队列（AQM）算法存在诸多的不足,如排队延时大、时延抖动性强、数据进队与出队速率不匹配等,从而导致数据的滞留、丢失和振荡．基于此,在BLUE算法的基础上,引入M/M/m (n)排队系统的思想,提出一种新的算法---PBLUE．该算法根据稳定状态下的平衡方程来保证队列长度的稳定性,增加扩充因子调节路由器的缓存来快速恢复丢失的数据．通过仿真实验,改进的算法降低了丢包率,提高了带宽利用率,并稳定了队列长度．     

面向自动驾驶的5G边缘计算业务连续性技术研究

为了提升在5G边缘计算场景下的自动驾驶业务连续性,保障车辆在高速移动下的鲁棒性和实时性,解决由于车载设备与5G边缘计算之间的通讯网络路径发生突变和变长,导致网络连接不可靠和拥塞丢包的问题,提出了增强型随机早期检测算法(stochastic fair-random early detection, SF-RED)和端到端双连接双链路技术保障业务鲁棒性,并提出硬件加速技术保障业务实时性。增强型SF-RED算法通过统一资源定位器(uniform resource locator, URL)识别应用,并基于不同应用来设计数据报文转发路径策略,实现基于多路径的转发和数据缓存以及报文拥塞下的丢弃控制,进一步改善丢包队列的管理。通过自动驾驶应用的实际案例证明,采用增强型SF-RED和端到端双连接双链路技术能够有效提升高速移动的自动驾驶车辆业务可用性,采用的硬件加速技术显著降低其业务时延。     

自相似网络通信量的分析与建模

分析了网络通信量中存在的自相似现象，讨论了自相似通信量输入对排除系统的时间延迟和抖动特性的影响，指出由于自相似通信量的长程相关性使得在时间较长的情况下可以通过增加缓存来改善排除系统的延时和抖动特性，针对今后的研究方向，指出在自相似通信量研究中，系统的瞬时性能研究以及反馈控制研究对于网络性能的影响和评估是非常重要的。     

一种多业务门限服务轮询多址系统的分析方法研究

 从满足多业务类型通信业务的要求出发对轮询多址门限服务系统进行研究,提出一种支持多业务类型的门限服务轮询多址系统模型,该模型在非对称轮询多址服务机制的基础上减少了服务器查询排队队列的门限判决时刻,在此基础上采用嵌入马尔科夫链和概率母函数的分析方法,得到该模型中各队列平均排队队长以及信息分组发送等待时延的数学解析,通过计算机仿真实验对该理论分析结果加以验证.     

A new method based on two freedom-degree PD-P flow rate controller for congestion control in computer networks

0Introduction Thenetworkperformancescanbeimprovedgreatly bythedesignofthenetworkcontrolleraccordingtothe controltheory,whichhasbeenshownsufficientlybymany researchesinthisfieldatpresent.Forinstance,PD(proportionalderivative)controllerisusedforcontrolling sourceratessothattheresponsetothechangesofthenet workstateisquickened[1,2].PI(proportionalintegral)controllerisadoptedsothatthesourceresponseisquick enedaswellasthepacketqueuelevelinbufferisstabi lizedontheset pointinsteady state[35].Inasimi…     

基于延时限制的无线局域网DCF丢包率性能分析

针对无线局域网中具有延时限制的多媒体业务,提出了基于理想信道和有限数目节点假设的带延时约束的DCF接入丢包率分析模型.分析了基本接入方式下给定延时限制的系统丢包率性能并通过仿真验证了分析模型的可靠性.研究结果表明:在固定延时约束条件下,丢包率随系统中节点数量的增加而增大;在固定节点数目时,分组的延时限制越紧,丢包率越高.此外,还研究了初始竞争窗和最大退避阶数对丢包率性能的影响.     

一种基于应用层的安全保密IP电话QoS保障方案及实现

提出了一种基于应用层的安全保密IP电话QoS保障方案并实现.在语音加解密过程中,通过多缓冲区的合理设置和加密模式的设计,降低了时延和带宽.针对网络丢包问题,提出了一种改进的错误隐藏技术,并与前向纠错技术集成应用,较好地完成了丢失包的恢复.采用自适应播放延迟方法,解决了时延抖动所导致的语音播放不流畅问题.在模拟发生包丢失和包错序的网络环境中进行了测试,IP电话在满足安全保密通信的前提下,时延、带宽和丢包率等指标都达到了商用电话的标准,具有较强的实用性.