基于自适应帧聚合机制的无线局域网吞吐量分析

在分析IEEE 802.11n中A-MSDU和A-MPDU两种MAC层帧聚合机制的基础上,针对MAC层帧聚合中子帧必须使用相同调制编码方式以及具有最大帧长限制的问题,引入物理层超帧,并采用自适应帧聚合机制来改善系统的吞吐量性能.推导了有扰信道下采用DCF接入机制时各类帧聚合以及帧分段方式在饱和状态的吞吐量,讨论了网络站...     

OFDMA系统中实时业务的资源分配与调度算法

提出了一种适合于OFDMA系统中实时业务传输的资源分配与调度算法,该算法利用物理层的信道信息和MAC层的业务信息,采取分组调度与子载波分配交替进行的资源分配方式,在满足数据包传输时延要求的同时,最大化系统的吞吐量.仿真结果表明,该算法无论是在系统的吞吐量、丢包率,还是数据包等待时延方面,都具有良好的性能.     

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.     

OFDMA中继网络中联合队列和信道信息的资源分配策略

针对基于正交频分多址接入(OFDMA)的多中继、多用户的中继网络,研究了联合队列和信道信息的资源分配问题,目标是最大化下行系统吞吐量,同时保证用户队列的稳定.首先将子载波配对、载波对分配和功率分配问题建模为一个联合优化问题,之后通过对变量进行连续性放松,采用拉格朗日对偶方法进行求解,并利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件及匈牙利方法获得优化问题的近似最优解.性能分析与仿真结果表明,与仅利用信道信息的算法相比,所提的联合队列和信道信息的资源分配算法能够有效地提高系统吞吐量并降低用户数据包平均等待时延.     

编队协同中的Ad Hoc网络MAC协议

大量研究分析表明,退避机制和竞争窗口的优化设计能够改善IEEE 802.11 DCF MAC协议的性能.结合无人机编队和卫星编队自组织分布协同应用场景,给出了基于IEEE 802.11 DCF MAC协议的优化改进机制:DCF/CCW.该机制改变IEEE 802.11 DCF MAC协议中根据MAC帧的多次碰撞以确定竞争窗口值的方法,通过监控信道获得系统中竞争节点数目,使用最优常数竞争窗口,从而减少碰撞机率,获得网络性能的提高.该机制具有一定的拓扑适应性,当网络结构发生变化时,监控信道获得的系统竞争节点数随之变化,从而可动态调整最优常数竞争窗口.对该机制下的系统吞吐量和接入时延的分析结果显示:网络规模一定时,系统吞吐量受竞争窗口大小的影响较大,而系统平均接入时延的影响较小.该机制对提高和完善编队协同网络的通信性能具有一定的意义.     

一种面向实时业务的Ad Hoc网络MAC协议

为降低Ad Hoc网络中实时业务的端到端时延,提出了基于802.11 DCF的改进协议.协议采用3种机制降低实时业务的时延:面向路径的连续转发机制将RTS中的转发信息携带在ACK中发送,给实时业务提供较高的接入优先级;标签交换机制使得中间节点可以在MAC层获取转发信息,加快了实时业务数据包的转发速度;重传控制机制减少了无效传输的超时数据包.仿真结果表明,在重负载条件下,改进协议中实时业务的时延比802.11 DCF有大幅度的下降,网络吞吐量也有所提高.     

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.     

一种减小非授权频段混合自动重传请求进程时延的方案

针对利用非授权频段发送上行或者下行数据时某些混合自动重传请求(HARQ)进程总是在重传时刻没有占用到信道资源而导致时延过大的问题,提出了一种基于HARQ进程优先级分配信道资源的上下行重传方案。根据每个HARQ进程错过传输的次数和时延进行优先级判定,在竞争到信道使用权后按照优先级分配资源,使得各个HARQ进程以一种较为公平的方式使用有限的信道资源。在LTE系统仿真平台上建立非授权频段下的HARQ模型;并结合增量冗余(IR)和Chase合并技术进行性能验证。仿真结果表明所提方案的上下行HARQ进程平均时延有明显的降低,系统平均吞吐量得到一定程度的改善。     

一种减小非授权频段HARQ进程时延的方案

针对利用非授权频段发送上行或者下行数据时某些HARQ进程总是在重传时刻没有占用到信道资源而导致时延过大的问题,提出了一种基于HARQ进程优先级分配信道资源的上下行重传方案。根据每个HARQ进程错过传输的次数和时延进行优先级判定,在竞争到信道使用权后按照优先级分配资源,使得各个HARQ进程以一种较为公平的方式使用有限的信道资源。在LTE系统仿真平台上建立非授权频段下的HARQ模型,并结合增量冗余（IR）和Chase合并技术进行性能验证。仿真结果表明所提方案的上下行HARQ进程平均时延有明显的降低,系统平均吞吐量得到一定程度的改善。     

包过滤系统中关键字过滤的实现及其性能分析

一般的包过滤系统仅对IP(Internet Protocol)地址、端口类型等项目进行过滤。笔者提出了对数据包中的数据按照关键字进行过滤的方法，并基于KMP(Kunth—Morris—Pratt)关键字匹配算法，对该系统进行了相应的性能测试。在测试环境下，得出网络吞吐量为75％，1000字节长的数据帧的平均过滤时延约为100μs等一系列测试数据。通过对过滤时延的分析及网络吞吐量的调试结果表明，该方案所设计的系统性能基本能够满足实际要求。     

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.     

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.     

非饱和情况下基于802.11 DCF的改进协议DIDD

DIDD(double increase double decrease)协议是一种无线局域网介质访问控制802.11DCF(distributed coordination function)协议的改进。为分析DIDD协议在非饱和情况下的性能,该文使用三维Markov链模型,分析DIDD协议的回退过程求解节点的稳态发包概率;使用一维Markov链模型,求解起始回退阶段数的稳态分布;使用排队理论,计算了网络的非饱和吞吐量和数据包延迟。结果表明:在各种数据速率下,理论分析结果与仿真结果一致。     

CDPD系统数据传输性能分析

蜂窝数字分组数据（ＣＤＰＤ）是利用现有的模拟蜂窝电话网来传输数据的一种新技术,它有两种信道分配方案,固定信道方案和跳频方案。立足于ＭＡＣ（ 媒质接入控制） 层,通过仿真和计算,对ＭＤＢＳ（ 移动数据基站） 和ＭＥＳ（ 移动终端系统） 之间的数据传输性能进行了分析,得到了数据吞吐量、平均时延以及由于传输数据而引起的话务量损失值     

基于组合智能算法的无线网络信道分配机制

针对当前无线网络信道分配方法易出现干扰, 网络吞吐量小等缺陷, 设计一种基于组合智能算法的无线网络信道分配方法. 首先对无线网络信道分配的原理进行分析, 构建无线网络信道分配模型; 然后采用遗传算法产生无线网络信道的初始分配方案, 并引入粒子群优化算法对无线网络信道的初始分配方案进行精细搜索, 得到合理的无线网络信道分配方案; 最后在MATLAB 2016平台对无线网络的吞吐量、 网络延迟、 数据传输丢包率进行仿真测试. 仿真结果表明, 该方法大幅度提升了无线网络的吞吐量, 网络延迟和数据传输丢包率远小于单一的遗传算法或粒子群优化算法, 改善了无线网络的通信性能.     

IEEE 802.11 WLAN多业务综合传输性能分析

研究了IEEE802．11标准中的多址接入协议(MAC)在数据、语音业务综合传输情况下的性能。数据业务由分布协调功能(DCF)传送,语音业务由点协调功能(PCF)传送。通过仿真,评估了协议参数对网络通过量和平均MAC协议数据单元(MPDU)时延的影响。确定在一定数据通过量前提下IEEE802．11能支持的最大语音用户个数。特别地,语音业务对时延抖动敏感,指出了影响其抖动性能的主要因素。数值结果表明,合理选择参数对性能至关重要,IEEE802．11性能必须在语音站点数量和数据业务通过量之间进行折衷。最后。通过理论推导验证了仿真结果的正确性。     

WPAN应用环境下IEEE 802.11b最优包长

为了提高WPAN应用环境下IEEE 802.11b的吞吐量,首先分析IEEE 802.11b DCF协议应用时的数据包传输时序,得到IEEE 802.11b系统的吞吐量性能与包长及包错误概率的关系,然后对WPAN干扰网络存在时包错误概率与PLCP服务数据单元(PSDU, PLCP service data unit)值之间的关系进行建模.在理论上证明了在一定的WPAN干扰强度下,IEEE 802.11b系统存在一个最佳的数据包长度,可以使得系统的吞吐量最大.在此基础上提出了WPAN干扰网络存在时的自适应包长方案.仿真结果表明,所提方案可以有效地提高网络吞吐量.     

Performance Analytical Model of IEEE 802.11 Distributed Coordination Function

IEEE 802.11 distributed coordination function （DCF） is a distributed medium access scheme based on carrier sense multiple access with collision avoidance （CSMA/CA） protocol. Many literatures have analyzed the performance of IEEE802.11 DCF. However, such literatures either used simulation methods or built the analytical models under the assumption that the saturation condition was satisfied. To overcome such a problem, in this paper, a hi-dimensional Markovian model has been introduced to depict the DCF mechanism. The proposed model introduced an idle stage and a discrete time M/G/1 queue to deduce the channel throughput under finite load traffic. Simulation results proved the accuracy of the proposed model.     

一种抖动窗口自适应的航空通信MAC协议QoS机制

根据面向“时敏目标”打击的航空通信系统信息传输要求,提出了一种差分服务媒质接入控制协议。协议采用多信道随机接入机制,通过信道忙闲程度自适应地调整各优先级业务的发送时延抖动窗口的方法,为各优先级业务提供差分服务。在分组排队阶段,建立了 M／G／1／K 排队模型,得到了稳定状态下发送缓冲区队列长度的概率;在分组服务阶段,建立了突发时延抖动自适应模型,得到了分组的平均服务时间;在分组传播阶段,建立了突发碰撞模型,得到了分组成功传播概率;然后推导了该协议的平均时延、传输成功率和系统吞吐量等性能指标的理论表达式,并给出了最大抖动窗口的设置原则。仿真结果表明,协议大大提高了系统重负载情况下高优先级业务的实时性和可靠性,适用于区分业务优先级且对高优先级业务的实时性和可靠性要求很高的航空通信组网系统。