喷泉中继传输网络中基于信道信息和剩余能量的中继选择算法

协作中继传输是无中心节点的无线网络中一种重要的传输方式,中继选择是中继传输中的一个重要问题。采用数字喷泉码的协作中继传输中的中继选择算法,给出了一种中继选择算法。该算法不仅考虑协作中继系统各条链路的信道状态信息,而且考虑中继当前的剩余能量信息。根据源节点到中继及中继到目的节点的信道信息选择出一组中继,再在这组中继中根据剩余能量的顺序,选择出所需要的中继节点。通过对源节点至目的节点总的传输时间和能量消耗的分析和仿真,以及不同门限值及中继节点数对系统性能影响的仿真。结果表明,与只考虑信道状态信息的中继选择算法相比,采用该算法可明显改善网络寿命。     

一种新的多链路轮询方案

为了改善无人机数据链(unmanned aerial vehicle data link,UAV-DL)的吞吐量和平均时延,结合UAV的Markov飞行状态、Gilbert-Elliot信道模型和不同分组网络的优先级,提出了一种基于Gilbert-Elliot信道的UAV数据链多链路轮询策略.该策略以链路信道状态和不同...     

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。     

一种基于CRSN的简单有效Rendezvous算法

基于传统的会合（Rendezvous）机制,提出了一种简单快速的跳频算法SRPX（sender-receiver-parameter-X,SRPX）,算法将节点状态划分为发送状态和接收状态,通过调整步长和信道使用概率参数生成信道跳频序列,实现节点间的通信.算法有效解决了CRSN中公共控制信道的瓶颈问题,支持信道集的对称模型和非对称模型,满足多用户/多跳应用场景,实现了信道的有效相遇（Rendezvous）.通过理论证明和实验对比分析,验证了SRPX算法在最大相遇时间（MTTR）和平均相遇时间（ATTR）上优于其它相关算法.      

认知Ad Hoc网络仿真模型的设计与实现

针对认知Ad Hoc网络信道分配算法研究需要,提出了一种基于NS2的认知Ad Hoc的扩展模型.该模型是在原NS2节点模型上进行扩展;借鉴Czou思想,使用CM（channel management）模块对信道信息进行管理,在模块中实现信道的选择算法以及信道状态的更新;采用专用控制信道,用于交换控制信息和实现广播;节点根据信道选择规则选择数据信道,实现数据流的传输.仿真结果表明,设计方案合理,能满足基于数据流的信道分配算法研究的需求.     

大规模MIMO系统中的双向搜索天线选择算法

大规模MIMO(Massive MIMO)拥有众多天线,如果按照传统的方式配备等量的射频链路,势必会大幅度增加硬件成本及系统复杂度.天线选择技术能够在不损害多天线系统优势的前提下,使射频链路成本明显下降.天线选择的主要方法其思想是在全部天线中选出部分天线传输数据,从而使射频链路成本不再成为限制因素,在实际的无线信道中,信道状态变化多样,为了达到所需性能指标,通信系统需要选择不同数目的天线进行数据传输,而现有的天线选择算法往往只适用于固定天线数的场景.本文针对多变的信道状态,基于递增选择算法与递减选择算法提出了双向搜索天线选择算法,能够灵活应对不同的天线数需求,并且保持了较低的计算复杂度.     

译码转发模式下的半分布式中继选择算法

针对集中控制中继选择算法为获取瞬时信道状态信息开销较大的问题,受分布式算法的启发,本文提出了一种半分布式中继选择算法.在这个半分布式算法中,每个中继节点自己决定是否能参与协作,而从多个可能的节点中选择最优节点的最终决定是通过基站来完成的.由于在不同的节点之间不需要信道状态信息的交换,本文的算法易于执行,更适用于实际的网络.实验结果表明,该算法能够获得较好的分集效果.     

集中式无线Mesh网络信道分配技术研究

无线Mesh网络具有高度的机动性和抗毁性。文献[1]中提出一种集中式干扰感知的BFS-CA信道分配算法。其算法本质上是一种贪婪算法。信道分配的结果最大程度的降低了网络内部链路相互之间的干扰。但是,BFS—CA算法在对链路进行信道分配时,只考虑了已分配信道链路对当前链路的干扰。当同时有多个非干扰信道可供选择时,该算法只是简单的判断是否能够沿用原信道,     

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10－5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10－3时,与空间数据系统咨询委员会（consultative committee for space data systems,CCSDS）提出的文件传输协议（CCSDS file delivery protocol,CFDP）相比,该协议的传输时间缩短了40％,能较好地适应深空通信环境。     

多信道节点分布式协作MAC协议的研究

当前协作通信是现实条件下实现分集增益的关键技术,单天线节点通过相互协作传输信息实现空间分集可有效提高系统的整体性能。在协作通信研究中,协作节点的选择非常重要,选中好的协作节点可以极大地提高数据传输速率与效率,但是针对完全分布式无线网络多信道数据传输情况下,考虑到系统整体性能最优的协作节点分配和选择问题,并没有得到很好的研究。由此本文提出了一种基于协作增量值（CIV）的协作MAC协议（命名为CIV-MAC）。在CIV-MAC中,备选协作节点通过侦听多路信道控制帧获得信道状态信息（CSI）,并计算自身CIV;根据节点的CIV,协议会实行协作节点分配和选择机制并选出最优的协作节点,同时通过采用最小功率控制算法来降低系统能量消耗。最后,以网络实际有效吞吐量和能量效率两个参数为网络性能指标,通过两个不同场景的仿真实验结果得到,相对于RBAR协议和CRBAR协议,CIV-MAC可以极大地提升系统性能。     

基于超宽带集中管控机制的物联网数据传输算法

针对当前物联网数据传输算法存在链路稳定性差、传输性能不高等不足,提出了一种基于超宽带集中管控机制的物联网数据传输算法(Data Transmission algorithm of IOT based on UWB centralized control mechanism,UWB-CC算法)。首先,通过能量冗余机制对网络节点进行初次筛选,并采用能量最优原则进行区域划分,实现物联网数据的分区传输及性能维护;随后,考虑到传统算法难以实现区域节点更新的不足,通过节点能力阈值筛选方法,实现对区域节点-普通物联网节点的次区域组网,提高普通物联网节点的数据上传能力,降低分割节点(PartitionNode,PN节点)因故障而导致区域上传瘫痪的概率;最后,采取综合评估分割节点性能与区域传输性能的方式,对中继传输节点进行优选,从而提高链路传输能力,减少链路抖动对传输性能的不利影响,能够同时实现带宽管控及区域分割-固定-链路稳定的一体化集中管控。仿真实验表明:与当前常用的区域流量汇聚上传算法(Upload algorithm for regional traffic aggregation,RTA算法)及成型度汇聚分割传输算法(Segmentation andtransmission algorithm based on degree of convergence,STDC算法)相比,本文算法具备更高的汇聚带宽与信道容量,以及更低的传输抖动率。     

两跳无线网络中的中继调度算法

针对两跳无线网络的中继调度问题,提出了一种基于信道容量最大化的中继节点迭代调度算法.该算法基于放大转发型中继协议,以目标节点进行联合译码时的瞬时容量最大化为准则而依次选取中继节点,直至中继数达到源节点发射天线数或信道容量不再增加.仿真结果表明,在不同的中继节点总数、源节点发射天线数以及前后向信道信噪比条件下,该算法比传统算法获得了较大的容量增益和多中继分集增益,更加接近于信息论意义上的容量上界.     

无线传感器网络中节省能量的地理路由

针对高动态无线传感器网络中路由信息不易保持,以及传感器节点能量受限的问题,提出了一种不保存网络拓扑结构并节省能量的地理路由算法。每个节点发送数据前发送本节点的位置信息,邻居节点根据该位置信息和基站的位置、发送接收数据消耗的电路能量和传播损耗,计算虚拟中继节点的位置。邻居节点根据本节点、目的节点以及虚拟中继节点的位置决定是否参与竞争,成为中继节点。仿真结果表明,该分布式算法比BLR算法节省能量,并具有更低的丢包率,更适于拓扑快速变化的无线网络。     

基于干扰感知的双路径译码转发中继选择算法

双路径中继协议(two-path relaying,TPR)可以很大程度改善由于中继半双工产生的频谱效率损失,然而双路径中继协议的中继节点间干扰会严重影响系统传输速率,为此本文针对译码转发双路径中继协议,提出了一种启发性中继选择算法以最大化系统的传输速率性能.不同于现有的中继选择算法,该算法考虑了中继间干扰,其设计原则不仅基于当前时隙信道状态,还取决于被选中中继节点的上一时隙的信道状态.仿真结果证明启发式中继选择(heuristil relay selection,HRS)算法能够克服中继间干扰问题,以较低复杂度改善系统平均传输速率.     

一种DTN路由算法

针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明:所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.     

Loading-Balance Relay-Selective Strategy Based on Stochastic Dynamic Program

A Relay-Assisted(RA) network with relay selection is considered as a type of effective technology to improve the spectrum and energy efficiency of a cellular network. However, loading balance of the assisted relay node becomes an inevitable bottleneck in RA network development because users do not follow uniform distribution. Furthermore, the time-varying channel condition of wireless communication is also a major challenge for the RA network with relay selection. To solve these problems and improve the practicability of the RA network, a Loading Balance-Relay Selective(LBRS) strategy is proposed for the RA network in this paper. The proposed LBRS strategy formulates the relay selection of the RA network under imperfect channel state information assumption as a Multistage Decision(MD) problem. An optimal algorithm is also investigated to solve the proposed MD problem based on stochastic dynamic program. Numerical results show that the performance of the LBRS strategy is better than that of traditional greedy algorithm and the former is effective as an exhaustive search-based method.     

面向FANET的N-UCDS虚拟骨干网构建方法

大规模小型无人机通信网络会出现频繁的链路失效，因此有效的拓扑控制是当前飞行自组网的研究热点。为了符合大规模无人机任务多样性的场景，提出一种随机路径点-飞行信息预测移动模型，无人机节点可以通过邻居节点的飞行信息对链路持续时间进行预测。在此基础上，提出一种新的统一连通支配集（new unifying connected dominating set，N-UCDS）算法，与UCDS算法相比，N-UCDS算法改进了连通支配集成员的选取方式、虚拟骨干网的构建和维护机制、支配因子的计算方法和HELLO报文发送间隔。仿真结果表明，该方法的算法鲁棒性有较大提升，网络构建和维护时间均减少了一个周期，网络生存时间提升了5%，HELLO报文开销随节点最大通信半径的增大而减小。     

DTN中基于转发概率的散发和等待路由

针对DTN中散发和等待路由中继节点的选择存在盲目性的问题,提出了一种基于转发概率的散发和等待路由协议R-SW.该协议采用"基于转发概率散发+控制拷贝数量"的原则,选择中继节点时进行转发概率的比较,只将报文转发给转发概率较大的中继节点;其次,转发报文数目根据转发概率动态确定,即转发概率高的节点获得较多的转发;另外,加入拥塞控制机制.使用NS2网络模拟软件对算法进行测试,结果表明:所提出的算法可以减少开销和时延,提高报文的投递率,适合在DTN中应用.