融合压缩感知与网络编码的多速率与变速率传输

结合压缩感知与网络编码的优势,面向单信源异构信宿网络,研究压缩感知观测数据基于线性网络编码的多速率与变速率传输.研究压缩感知观测矩阵与网络编码全局编码核矩阵的联合等效,设计了一种融合有限域压缩感知与线性广播网络编码的精细粒度多速率传输方案;研究压缩感知观测矩阵、线性广播类型保持降维转换矩阵和网络编码全局编码核矩阵的联合等效,基于有限域压缩感知与变速率线性广播,为多媒体数据设计了一种变速率-多速率传输方案.     

多用户无线网络中的调度算法研究

研究了存在一个或多个窃听者的无线广播网络中的调度算法。无线网络中的调度问题需要综合考虑系统的安全性、可靠性以及稳定性,它需要将系统中的资源分配给合法用户、维持系统的稳定性并最大化安全传输速率。因此本文将无线网络中的调度问题建模为由一个基站、N个合法用法以及一个(或多个)窃听者的系统,再基于随机网络优化框架,将其转化为一个在线优化问题。经研究,本文提出了两个不考虑能力适应因素的低计算复杂度算法。同时,本文仿真了研究算法来探究信息到达速率以及窃听者状况对系统性能的影响,结果显示安全传输率和系统以及传输负载、信道状况之间存在联系,此分析结果对未来无线网络的设计和资源管理具有很大的指导性意义。     

无线分组网络中公平排队算法WFQ_2002

移动计算已成为现代无线通信网络中一个重要的研究方向．在无线通信网络中,通信带宽是有限的,多个移动主机采用竞争机制访问一个广播信道,因此减少主机间的冲突,为每一个参与竞争的主机提供一个公平的信道服务,是当今无线通信领域亟待解决的问题之一、有线网络的公平算法不能应用于无线网络中,这是因为在无线网络中存在位置相关错误,以及错误突发等特点．设计的一个集中式的无线分组公平排队算法WFQ_2002,该算法结合了无线公平调度策略STFQ和WF2Q的特点,很好地解决了无线分组网络移动Internet中的资源公平调度问题．     

基于频谱系数和比例公平算法的网络调度优化策略

针对传统比例公平的无线网络资源调度优化策略无法有效保证用户的公平性, 存在无线网络通信系统资源利用率低等缺陷, 设计一种基于频谱系数和比例公平算法的无线网络通信系统资源调度优化策略, 以解决当前无线网络通信系统资源优化调度过程中存在的问题. 首先建立无线网络通信系统的信道模型, 通过自适应遗传算法确定合理的频谱系数; 然后根据比例公平算法计算调度优先级, 将无线网络通信系统的资源分配给用户, 并针对传统比例公平算法的不足进行改进; 最后在MATLAB 2016平台上对无线网络通信系统的性能进行分析. 结果表明, 该策略可更好地保证用户使用资源的公平性, 提升了无线网络通信系统的吞吐量, 改善了无线网络通信系统的资源利用率.     

无线网络接入点TCP流时间公平性

对无线网络接入点上下行TCP流存在的时间不公平性现象进行了研究,报告了无线网络接入有线网络存在的拥塞控制问题现状,提出了一种的无线网络TCP流公平调度算法。采用快速的TCP流优先发送方法,既保证了各流吞吐率公平性,又解决了慢速的TCP占用信道时间过多的问题,实现了各流占用信道的时间公平性。通过网络仿真实验证明,新的公平调度算法比传统的算法在性能上有较大的改进,达到了提高网络整体效率的目的。     

无线多跳网络中802.11 DCF广播信道接入性能分析

分析了采用网络编码和机会路由方法的无线多跳网络中存在的信道接入问题,建模描述了802.11 DCF广播信道接入过程,并对影响无线多跳网络的吞吐率、延迟、信道资源分配等性能指标的因素进行了定量分析.利用M/M/1/K队列和离散时间的二维Markov链,建模描述具有相异报文到达速率的多个节点竞争信道时各个节点上的报文到达、排队、信道接入和发送过程.通过求解该模型,得到各节点的实际发送速率、报文平均服务时间和系统总吞吐率等指标的计算公式.将模型计算结果和基于NS-2网络模拟平台得到的实验结果进行对比.结果表明,该模型能够有效地预测各种传输负载组合情况下的报文平均服务时间和信道资源分配的公平性等网络性能指标.     

基于最优算法的网络控制系统性能研究

针对时隙ALOHA随机调度下的离散网络控制系统,提出一种闭环系统特征矩阵谱条件数与极点配置相结合的控制器设计方法.为了同时考虑控制系统与通信系统性能,将闭环系统特征矩阵谱条件数的最小值问题转化为无约束最优化问题,进而实现控制器设计的优化,降低控制系统对信道吞吐率的要求,使得控制系统与较低吞吐率的通信系统同时稳定,从而实现网络控制系统的稳定.仿真结果表明,该方法设计的控制器具有良好的控制性能,能够在较低吞吐率的信道中稳定运行.     

基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略

针对固定频谱感知信道接入机制授权信道分配效率低的问题,提出一种多用户场景下基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略.该策略根据认知用户接入请求等级与空闲频谱发现概率为认知用户动态分配感知信道数量,首先分析了认知用户的最佳感知频谱分配数量,在此基础上通过建立认知用户信道接入模型和授权信道可用度更新机制,设计了一种动态感知频谱分配策略,并采用短视策略对网络吞吐量进行了分析.仿真结果表明,所提信道接入策略要比现有认知无线网络信道接入策略提高了网络吞吐量和认知用户接入的公平性,降低了认知用户的平均接入时延.     

综采工作面机电装备无线Mesh通信方法

针对现有通信方式不能很好地适应综采工作面机电设备动态移动的问题,提出了一种基于无线Mesh网络的综采工作面机电装备通信方法。为了提高Mesh网络带宽资源的利用率,提出了基于双天线和干扰感知的动态信道分配方法;设计了高吞吐率路由协议和多径路由控制协议,对无线Mesh网络链路质量进行管理;对影响Mesh网络信号强度的因素进行分析,研究适用于综采工作面的无线网络节点部署方法;对无线Mesh网络在综采工作面的通信效果进行实验,结果显示,无线Mesh网络的信号强度范围为-41~-68 dBm,数据传输速率为大于等于12 Mbps。结果表明,无线Mesh网络能够满足综采工作面机电装备的通信需求,为综采工作面机电装备的通信提供了一种新思路。     

一种基于确定性调度的工业物联网感知层信道评估方法

为了提高工业物联网感知层无线数据传输的可靠性,主流的工业物联网标准普遍采用跳信道技术。通过周期性地评估和屏蔽受到干扰的信道,网络能够感知信道状态并自适应工作在传输质量较好的信道上。为了能更好地满足工业网络确定性与低功耗的特点,根据工业物联网感知层中信道使用率的不同,提出一种基于确定性调度机制的感知层信道评估方法,其核心思想是根据网络的数据流和跳信道模式统计信道使用率,计算每个信道的评估时间,再对信道进行周期性评估。仿真结果表明,该方法充分地利用了网络信道资源,并有效地提高了通信过程中的抗干扰性、可靠性和吞吐量。     

无线单跳场景下基于网络编码的新型传输模型

为了解决无线链路易出错从而降低传输效率以及由于重传导致数据流间传输不公平的问题,基于网络编码思想提出了一种新的编码组重传模型.在无线单跳信道易错场景下,利用无线广播传输和重传特性,设计了基于编码组重传模型的新型单跳传输算法.根据编码系数产生方式的不同,该算法又分为随机编码组重传算法和启发编码组重传算法.实验结果表明:编码组重传算法的传输延迟和吞吐量略差于单播ARQ传输技术,在信道突发出错情景下,单播ARQ传输技术吞吐量急剧下降,而编码组重传算法下的吞吐量能够维持稳定.编码组重传算法能够有效保证无线传输效率以及数据间传输的公平性.     

Rayleigh衰落信道下的无线网络编码

网络编码技术是一种能有效提高网络吞吐量的新技术。但是在实际的无线网络中,数据传输会受到信号衰落的影响,导致误码率增加以及网络吞吐量下降,使得无线网络编码技术的实际性能下降。为了进一步提高无线网络编码的性能,该文分析了Rayleigh衰落信道下网络编码的性能,并将其归纳为一个最优化问题。通过求解该最优化问题,给出了编码节点的最优传输策略,即最优传输功率与最优传输速率。数值解与仿真结果显示:该策略能有效提高网络的吞吐量。     

异构无线网络自适应接入算法研究

在异构无线网络中,针对现存接入算法对网络高动态性考虑不足,提出了一种自适应的接入算法.算法能够根据网络环境中用户数量及带宽使用情况,估计接入阻塞率、最大化网络吞吐量,从而自适应地选择用户接入网络的行为.根据接收信号强度和可用带宽,计算出用户的最大传输速率;根据网络中已分配带宽、用户所需带宽,推导出网络剩余容纳用户数;根据新到达用户数、剩余容纳用户数估计用户接入阻塞率;结合最大传输速率和接入阻塞率,提出一种以最大化网络吞吐量为目标的自适应接入算法.仿真结果表明,算法能有效降低用户接入阻塞率,增加接入用户数,提高网络吞吐量,均衡网络负载,并且能够适应未来高动态性网络.     

基于信道冲击成型自适应机制的 WSN大数据采集算法

为解决无线传感网采集算法普遍存在的节点故障率高、链路抖动严重及抗噪性能较低等不足,提出了一种基于信道冲击成型自适应机制的无线传感网大数据采集算法。首先,根据无线传感网节点信号具有的分区及偏移特性设计了信道冲击成型方法,并基于编码率-信噪比-信号发射强度增益等参量构建能量密度与信道衰落匹配过滤方式,提高信号发射过程中能量密度;随后,通过传输信号与信道噪声具有的正交特性建立自适应抽样机制,根据垂直信号与噪声信号互相干涉中产生的正交效应进行匹配滤波,并针对节点采取了载波过滤的方式进行遍历过滤,降低了网络信号拥塞现象的发生。仿真实验表明:与当前常见的拉普拉斯抗噪传输算法(Laplasse Anti-Noise Transmission Algorithm,ANT-L机制)以及傅氏信号解析抗噪传输算法(Fourier Noise Analysis Algorithm for Noise Immunity,NI-FNA机制)相比,本文算法具有更高的数据吞吐性能,有效地降低了网络链路抖动现象,取得更低的传输误码率。     

Fair and Bandwidth-Efficient Broadcast Link Rate Adaption in Wireless LANs

Broadcast delivery of bulk multimedia files is an important wireless LAN application for densely populated scenarios such as inside high-speed train carriages. However, it is a challenge to adapt the broadcast link rate due to heterogeneity and varying channel conditions of the broadcast receivers to achieve both high bandwidth efficiency and fairness. In this paper, the broadcast link rate adaption problem is formulated as a quadratic programming problem with a broadcast link rate adaption algorithm named FBB (Fair and Bandwidth-efficient Broadcast). Simulation results show that the algorithm significantly outperforms fixed rate broadcast with only a small loss compared to its theoretical performance. The algorithm has been successfully applied in a practical wireless LAN access point.     

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.     

基于二次置换多项式的滑动窗口网络编码算法

网络编码(NC)是对两个或多个数据分组进行组合的一种技术,能够较好地提高网络体系的数据传输.二次置换多项式(QPP)提供了良好的数据分组优化组合功能,可以提高编码效率.该文利用二次置换多项式结合滑动窗口技术,提出了一种新的网络编码算法(QPPSW-NC),该算法能够独立解码接收到的数据分组,并控制每个滑动窗口的解码复杂性,从而恢复原始数据.使用网络仿真软件NS2对QPPSW-NC算法进行了性能分析,并从网络吞吐量、编码开销、数据包传输时延、能源消耗和能源效率等参数进行性能评估.仿真结果表明,该文提出的QPPSW-NC算法能达到较好的数据吞吐量和编码效率.     

一种新的无线mesh网络编码算法

针对网络编码可以在很大程度上提高网络吞吐量,但会增加网络的复杂性这一问题,构造了一个特殊的无线mesh网络拓扑结构,提出一个新的编码算法.该算法通过构造一个虚拟源节点,利用在无线组播网络中,仅需对进入中继节点的链路进行编码,进入目标节点的链路,直接路由选择就能达到网络编码所能够达到的容量.从而允许与目的节点相连接的中继节点收到数据包后直接路由选择.与传统的基于机会的网络编码COPE算法相比,该算法有效地减少了原始数据包传输的次数,从而提高了以网络编码增益来衡量的网络吞吐量.仿真试验验证了该算法的有效性.     

无线网络端到端可靠信息传输应用技术研究

无线网络端到端可靠信息传输技术是将信息分发管理、网络编码等技术有机地结合应用,以提高无线网络的网络性能。     

一种基于并行网络编码的无线广播重传方案

重传能够保证接收端正确地接收到数据,研究表明传统的多播重传机制会导致较低的传输效率.为了在无线广播网络中减少重传的次数,提出了一种基于并行机会式网络编码重传方案,运用并行机制,采用机会式网络编码组合不同的丢失包进行重传,其中机会网络编码重传方案大大减少了重传次数,而并行机制降低了算法复杂度.理论和实验分析说明,该方案在平均吞吐量、平均发送重传次数和平均接收重传次数等性能指标上远远好于传统重传方案,这进一步验证了基于并行网络编码机制的重传方案是有效的,即在降低复杂度的前提下能够大大减少重传次数,从而增加系统的吞吐量.