一种基于NS2的多信道网络模型的建立和性能检测

作为目前主流的网络仿真软件,NS2 (Network Simulator v2)虽然具备很强大的网络仿真功能,却不支持多信道多接口模型,难以有效进行基于多信道物理层的媒体接入控制层(MAC) 以及网络层等高层协议的仿真以及吞吐量和网络延迟的测试.这就给从事多信道ad hoc网络和认知无线电网络协议研究的学者和科研人员利用NS2进行仿真造成了困难.提出一种方案,对NS2的无线节点的底层模块进行修改,使之能够支持多信道多接口的物理层模型,并且能够进行高层协议的仿真和性能测试.最后将建立一个运行AODV路由协议的无线网络场景进行仿真,对该方案有效性进行验证,并与单信道网络性能进行了对比.     

无线Mesh网络逐层信道分配策略研究

网关是整个无线Mesh网络中数据流量汇聚的中心,网关周围的链路干扰将会制约整个网络的上下行吞吐量,然而在目前已有的信道分配方案中在进行信道分配时并未充分考虑到这一特点。提出一种以网关为中心的逐层多信道分配策略,在分配信道时尽可能优先考虑降低网关附件的冲突和干扰,从而达到提高整个网络性能的目标。仿真实验表明,本文算法在提高网络吞吐量方面达到了很好的效果。     

多信道多接口智能路由协议研究

多信道多接口可以降低信道共用的干扰并且提高多跳无线Ad Hoc网络的吞吐量。提出一种信道分配与路由选择相结合的多信道多接口智能路由协议DMMR,DMMR综合考虑了链路生存时间、跳数以及节点距离。用LP标准,使路由选择标准在链路生存时间和最短路径之间取得均衡,这样选择的信道在移动环境中更加具有可靠性;用基于距离的信道选择算法选择信道,该信道选择算法首先估算节点间距离,根据估算到的距离选择合适的信道进行数据传输,从而提高信道的空间复用。和已经存在的路由协议相比,仿真结果表明在移动多跳Ad Hoc网络中该协议能够降低平均端到端延迟并且提高网络的吞吐量和包到达率。     

利用MIMO系统多包接收能力的Ad hoc网络MAC协议

传统的分布式Ad hoc 网络的单信道媒体接入控制(MAC)协议在同一时刻一跳范围内只能允许一对节点通信,导致网络的冲突严重、吞吐量小和接入时延较大.为此,文中利用MIMO系统的多包接收能力,设计了一种新的分布式Ad hoc网络MAC协议,该协议利用二进制退避和共享退避机制进行信道预约和共享,在单信道自由竞争的Ad hoc网络中实现了多点对点的通信,大幅度提高了网络吞吐量.文中还推导了该协议的网络归一化饱和吞吐量的数学模型.理论分析和仿真实验证明,新协议的网络吞吐量比利用分层空时编码(BLAST)的CSMA/CA(k)协议有了较大的提高.     

基于小世界特性的无线多跳网络信道分配策略

提高网络的整体性能一直是无线多跳网络研究的重点问题,在以多信道、多接口环境搭建的无线多跳网络中,可以通过有效的信道分配策略来提升网络性能.提出一种基于小世界特性的无线多跳网络信道分配策略,通过DLCC策略利用小世界特性先优化网络的拓扑结构,再根据网络链路的局部介数以及链路预冲突系数,利用CALB信道分配算法进行信道分配.实验表明,该策略能有效地降低网络链路之间的冲突,提升网络的性能.     

MANET多信道多径路由的优化与仿真研究

由于现有多信道多径路由协议不能有效均衡信道与路径负载,所以在高负载MANET环境下网络性能较差。本文提出一种基于信道切换的多信道多径路由优化算法,该算法对不同类型分组进行自适应信道调度,通过限制网络控制报文的泛洪规模与动态切换数据报文的发送信道等策略,有效提高网络对信道与路径的综合利用。为了实现路由对信道切换,本文首先对NS-2进行可切换多信道拓展,仿真结果表明该算法能有效提高高负载MANET的性能,在丢包率、时延、吞吐量等方面均明显优于传统多信道多径路由。     

无线网状网中多并发流路由结合调度的组合方案

为解决无线网状网中多条路径同时传送引起的干扰冲突和资源竞争问题,提出了依托信道分层方法的组合式路由结合调度的方案:首先,给出了路径发现的可行方案,并基于网状网的可用资源提出一种路径选择判据——资源可获得度;然后,确定了多条路径可并发传输的信道分配方案;最后,开发了结合路由、信道分配、调度的组合优化调度方案(COSS算法),以启发式的方法找到每个时隙下尽可能多的可兼容路径,实现可兼容路径的组合优化调度.为验证COSS算法的性能,在不同网络资源配置、多种流量请求下进行仿真实验.实验结果表明:(1)COSS算法在吞吐量、传输延迟、传输完成时间方面有较好的表现;(2)与AODV路由协议相比,COSS算法有效地提高了吞吐量.     

一种高吞吐量的无线传感器网络多信道MAC协议

针对工业现场环境下无线传感器网络易受干扰而导致可靠性和吞吐量降低的问题,提出了一种基于单接口的多信道MAC层协议.该协议针对分簇式网络,采用改进的MMSN算法为各簇分配簇内通信基础信道,保证网内任意相邻簇信道互异,避免邻簇间的干扰,并在通信过程中根据实际信道质量和干扰强度动态分配簇内节点的通信信道,在抵御干扰的同时提高了信道的利用率.仿真结果表明,相比传统的MAC协议,该协议能有效提高无线传感器网络的吞吐量和抗干扰性.     

无线Mesh网络中基于信道状态的动态信道分配算法研究

对多信道无线Mesh网络中的信道分配算法进行了分析,提出了一种基于信道状态的动态信道分配策略（channel-state-based dynamic channel assignment,CSDCA）。该算法利用控制信道交互的信息,通过Hello消息的交换、发送请求（request-to-send,RTS）和允许发送（clear-to-send,CTS）的信道协商、数据传输3个阶段实现信道的动态分配,并通过仿真分析验证了该算法对多信道无线Mesh网络（multichannel wireless mesh networks,MWMN）性能的提高。     

一种无线传感器网络中基于信道可靠性的多信道MAC协议

为了满足资源受限的无线传感器网络对于高带宽的需求,提出了一种基于信道可靠性的多信道媒体访问控制(MAC)协议RB MAC.引入了一种新的控制包结构和数据信道协商机制,提出了可发送信道列表和可接收信道列表的概念.为了从候选信道中选择最可靠的数据信道,将信道的可靠性问题抽象为博弈论中的多臂匪徒问题,并采用上限信心算法进行求解.仿真结果表明,与已有的动态信道分配方案相比,RB MAC协议的时延、吞吐量和丢包率等性能指标均有所提高,且其抗干扰能力更强.
     

基于模糊控制的TCP拥塞避免算法

TCP（Transmission Control Protocol）使用基于延迟的拥塞避免算法DCA（Delay based Congestion Avoidance）提高了网络系统的吞吐量.但很多因素影响了DCA算法的效率.为此提出了一种基于模糊控制的DCA算法FDCA（Fuzzy Control Based DCA）,有效降低了这些因素带来的影响.仿真试验表明,该算法更加及时和准确地监测到网络拥塞,提高了网络的吞吐量.     

基于载干比测量的动态信道分配

讨论了基于载干比测量的动态信道分配方案。从理论上分析了干扰自适应的动态信道分配（ＩＡ－ＤＣＡ）的特点,并给出了它所能达到的极限系统容量。通过对固定信道分配（ＦＣＡ）,话务量自适应动态信道分配（ＴＡ－ＤＣＡ）和ＩＡ－ＤＣＡ的仿真,比较了各信道分配方案的含量,理论分析和仿真实验均说明,基于载干比测量的动态信道分配方案具有明显的容量优势,而且容量的改善和系统中所有连接的平均载干比测量的动态信道分配方案具     

功率控制条件下无线信道资源分配算法性能分析

分析了一种动态信道分配与功率控制技术相结合的算法性能．给出了在不同发射功率控制精度下的动态信道分配算法的性能改善度，并得出了动态信道分配算法与理想的功率控制技术相融合后的性能改善度的极限．为无线通信系统的信道资源利用给出了一种较理想的实现方案。     

基于最小反馈时延的多径应答路径选择算法

当前互联网多径传输协议没有充分考虑路径差异性对协议设计的影响,难以有效地改善路径性能差异环境下多径传输的吞吐率。该文通过对多径传输协议吞吐率模型的分析,提出了一种基于最小反馈时延的多径应答(ACK)路径选择算法MFD。MFD算法通过网络测量选出反向时延最短的路径来传输应答分组,从而有效减小了各条路经的往返时延,进一步提高多径传输的吞吐率。给出MFD算法吞吐率和多TCP流吞吐率加和的比值关系,并估计出其上界,还通过模拟实验验证了比值关系的正确性。模拟实验结果表明:与现有的多径应答路径选择算法相比,MFD算法能获得更高的端到端吞吐率。     

Analysis of Multi-Channel and Slotted Random Multi-Access Protocol with Two-Dimensional Probability for Ad Hoc Network

A higher quality of service （QoS） is provided for ad hoc networks through a multi-channel and slotted random multi-access （MSRM） protocol with two-dimensional probability. For this protocol, the system time is slotted into a time slot with high channel utilization realized by the choice of two parameters p1 and p2, and the channel load equilibrium. The protocol analyzes the throughput of the MSRM protocol for a load equilibrium state and the throughput based on priority. Simulations agree with the theoretical analysis. The simulations also show that the slotted-time system is better than the continuous-time system.     

LTE 网络控制信道和业务信道联合调度策略

为了充分地考虑控制信道与业务信道之间的相互影响, 提出基于用户业务需求和基于控制信道调度效率的两种控制信道和业务信道联合资源调度算法。这两种联合信道调度策略均基于以网络吞吐量最大化为目标的最小聚合等级?最大载干比(minimal aggregation-maximal carrier to interference, Min AL-Max C/I)算法提出。在长期演进(long time evolution, LTE)系统级仿真平台中, 将提出的联合资源调度策略与Min AL-Max C/I 算法进行对比。仿真结果与理论推导的结论一致, 证明基于业务需求的联合调度算法优先调度业务需求最大的用户, 所以能获得用户吞吐性能的最优。基于控制信道策略的联合调度算法是从控制信道调度效率最大化的角度出发, 优先调度控制信道调度效率最大的用户, 在控制信道受限的条件下, 能够实现网络吞吐的最大化。     

无线Mesh网络信道路由联合优化算法

无线Mesh网络传输性能的优化集中在系统吞吐量、平均时延和传输公平性3个方面,属于NP难题.提出一种基于启发式搜索和"原始-对偶"问题的优化迭代算法,在信道-收发器和链路容量的限制条件下对系统吞吐量进行了优化,并且分析了算法的收敛性.计算机仿真结果表明,所提出的算法可以显著提高无线Mesh网络系统的吞吐量.     

智能天线系统中的动态最佳可分配信道的分配研究

针对智能天线系统,在分析了基于载干比的信道分配模型后提出同道干扰量化的概念,以及同道干扰位置加权因子的计算实现,最后分析了动态最佳可分配信道的算法实现以及再分配条件分析.     

高效低复杂度的QC-LDPC码全并行分层结构译码器

针对传统的部分并行结构低密度奇偶校验码(low-density parity-check codes,LDPC)译码器在保证较高吞吐量的同时,存在消耗硬件资源较大、迭代译码收敛速度较慢等问题,提出一种高效低复杂度的准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码全并行分层结构译码器.这种改进的译码器结构可有效降低存储资源消耗,并克服并行处理所导致的访问冲突等问题.设计中,后验概率信息和信道初始化信息共用一个存储模块,降低了一半存储空间的占用.各个分层之间采用相对偏移的方式,实现了分层的全并行更新,提高了译码吞吐量.分层最小和译码算法(layered min-sum decoding algorithm,LMSDA)加速了译码迭代的收敛,进一步提高了吞吐量.经ISE 14.2软件仿真及Virtex7系列开发板验证的结果表明,当译码器工作频率为302.7 MHz、迭代次数为10的情况下,吞吐量可达473.2 Mbit/s,存储资源消耗仅为传统部分并行结构译码器的1/4.     

一种WLAN中优化上下行公平性的MAC机制

802.11 WLAN基础架构的DCF模式中,AP在竞争信道中并无优势,导致上下行带宽严重不对称,并且随着竞争站点数增加,信道利用率下降.为获取上下行比例控制下信道的最优利用率,首先根据数学模型得到竞争站点数与AP/STA最优初始竞争窗口值的关系,在此基础上提出一种新的MAC机制,通过分别设置AP/STA的初始竞争窗口,以达到优化目的.仿真结果符合数学模型,有效地提高了信道利用率,实现上下行带宽控制.