基于优先级接入机制的WLAN性能优化研究

针对目前WLAN中各种不同业务的不断增多,而不同的业务要求等级也不同的问题,采用将WLAN中不同无线终端设置不同优先级业务的方法,分别对不同的关键参数AIFS和TXOP进行优化.使业务要求较高的无线终端优先接入信道传输数据包,使高优先级的终端获得更高的网络性能.仿真结果表明,该优先级访问机制可以在语音和视频等要求较高的业务情况下,使高优先级业务的无线终端更早的接入信道,有较小的时延和更高的网络性能.     

一种结合业务区分的S-MAC协议

针对无线传感器网络中S-MAC协议没有考虑网络的QoS性能问题,提出了一种结合业务区分的S-MAC协议,令优先级不同的节点获得不同的接入信道概率,提高了传感器网络的QoS性能。仿真结果表明,改进后的S-MAC协议提高了网络的QoS性能。     

基于有限优先权的无线Mesh网络信道分配算法

在现有的无线Mesh网络中,高优先级业务过多地占用信道资源,影响了不同业务之间占用资源的公平性。针对此问题,基于802. 11e EDCA协议,提出一种有限优先权的无线Mesh网络信道分配算法。该算法将信道占用时间比作为调整每个优先级业务优先数的标准,根据网络当前状态和各个优先级业务占用信道资源的情况,通过动态调整低优先级业务的优先权,适当地限制高优先级业务过多地占用信道资源,确保低优先级业务在网络负载较大时也能够占用一定的信道资源。网络仿真实验结果表明,该算法能有效地提高系统吞吐量和资源综合利用率,保证了高、低优先级业务间占用信道资源的公平性。     

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。     

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%。     

基于自适应随机接入的动态 D2D 发现资源分配机制

现有终端直通（device-to-device,D2D）中用户发现成功率低、发现范围小以及不能满足不同用户优先级的业务需求,针对上述问题,提出一种基于自适应随机接入的动态D2 D发现资源分配机制。该机制中具有高优先级的D2 D用户采用传统的随机接入方法向基站发送紧急请求信息;基站根据发送紧急请求信息的高优先级D2 D用户数,构建下一发现周期的发现资源分配信息。根据未成功选择发现资源块的次数,低优先级的D2 D用户自适应的在多信道时隙ALOHA（additive link on-line Hawaii system）和具有能量感知的多信道ALOHA接入机制之间进行切换。D2 D用户根据接收端的信干噪比大小,判断是否成功发现。系统级仿真结果表明,提出的机制与传统的随机信道接入机制相比,不仅能够满足不同优先级用户的业务需求,还能支持更高的发现成功率和更远的发现范围。     

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TD—SCDMA与WLAN融合体系结构的设计

TD-SCDMA和WLAN（无线局域网）网络的融合在扩展TD-SCDMA网络业务的同时，也从功能上扩展了WLAN网络的接入环境。提出了在热点地区TD-SCDMA与802．11 WLAN的融合体系结构，对这种融合系统结构下的终端模型、资源预留以及切换方式进行了探讨。此融合体系结构方案在对未来移动通信中应用将非常有其竞争力。     

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。     

基于QoS的超高速无线局域网信道绑定机制

相对于高速无线局域网标准IEEE802.11n,超高速无线局域网标准(草案)IEEE802.11ac主要是在吞吐量性能上有显著提高,而提高吞吐量的关键技术之一是利用信道绑定扩展信道带宽,使用拓宽的信道进行数据传输.但是这种方法并不能解决无线局域网中业务量大时业务冲突的问题.该文提出的信道绑定机制基于服务质量,根据业务优先级的不同,有选择地绑定不同数量的信道进行多信道数据传输.仿真实验表明:这种机制不仅保证了服务质量,还减轻了网络拥塞,比传统的信道绑定机制更加符合超高速无线局域网的要求.     

基于CFB模式的802.11e EDCA网络研究

IEEE 802.11 DCF作为无线局域网介质访问层基本协议未考虑优先级,而IEEE 802.11e EDCA协议在数据竞争接入信道时引入了优先级的概念,不同级别的业务流可采用不同的信道接入参数.EDCA机制允许采用CFB(竞争空闲突发)模式,即站点在整个TXOP持续时间内都能对媒体进行控制,可减少竞争信道的时间.不同的业务流在以上三种MAC接入机制是否能得到服务质量保证是本文要解决的问题.本文比较复杂拓扑结构下DCF,EDCA和EDCA+ CFB三种模式系统的性能,仿真结果证明EDCA+ CFB模式能进一步提高多优先级业务流的服务质量,保证高优先级业务流的吞吐量和丢包率、延迟等性能.     

异构无线网络融合的建模仿真与性能评估

结合IEEE 802.16和IEEE 802.11标准实现移动互联网的接入,设计一种将WiMAX作为Wi-Fi回程支持的异构无线网络融合模型.利用OPNET仿真工具进行建模,采用自相似Pareto分布生成实时、非实时业务的网络流量,并根据不同应用的优先级需求,得出异构无线网络中相应业务的最优配置.分析结果表明:该融合模型与传统模型相比,不仅在实时和非实时业务上的时延抖动和响应时间更优,而且能满足异构无线网络对VoIP,HTTP和FTP等应用的服务质量(QoS)需求.     

QoS Support Polling Scheme for Multimedia Traffic in Wireless LAN MAC Protocol

Quality of service （QoS） support is a key attribute for multimedia traffic including video, voice, and data in wireless local area networks （LANs） but is limited in 802.11-based wireless LANs. A polling-based scheme called the point coordination function （PCF） was developed for 802.11 LANs to support the transmission of multimedia traffic. However, the PCF is not able to meet the desired practical traffic differentiation requirements for real-time data. This paper describes a QoS support polling scheme based on the IEEE 802.11 medium access control （MAC） protocol. The scheme uses a two-level polling mechanism with the QoS classes differentiated by two different access policies. Stations with higher priority traffic such as key or real-time data form the first level and can access the common channel through an exhaustive access policy. Other stations with lower priority traffic form the second level and can access the channel through a gated access policy. A system model based on imbedded Markov chain theory and a generation function were setup to explicitly analyze the mean information packet waiting time of the two-level polling scheme. Theoretical and simulation results show that the new scheme efficiently differentiates services to guarantee better QoS and system stability.     

基于接收信号强度预测的自适应垂直切换算法

城市部署的超密集异构无线网络中车辆终端的运动状态和业务类型差异巨大,针对不同运动状态和业务类型的终端并发接入导致的频繁切换和拥塞问题,提出一种基于接收信号强度预测的自适应垂直切换算法。在切换触发阶段使用长短时记忆神经网络预测接收信号强度,在信道链路质量恶化之前提前触发切换,在网络选择阶段综合考虑网络参数以及终端在不同运动状态和业务类型下的接入偏好,并选出综合效益值最高的网络作为切换目标网络。仿真结果表明,该算法能更好地适应终端运动状态和业务类型的变化,能降低不必要的切换次数和网络拥塞度。     

一种基于双层干扰图着色的资源分配算法

针对长期演进(long term evolution,LTE)系统中蜂窝链路和短距离链路中的同频干扰问题,提出一种基于双层同频干扰图着色的信道资源分配算法.该算法通过引入排队理论和终端服务等级要求,分析蜂窝移动通信网和短距离通信网的双层同频干扰,构造一种异构网络的双层同频干扰图.基于系统信道资源占用情况和信道资源分配优先级的考虑,对双层同频干扰图进行着色资源分配.仿真表明,该算法提高了系统平均吞吐量和满意度.     

衰落信道中IEEE 802.11 DCF的算法改进

为提高IEEE(the institute of electrical and elec-tronics engineers)802.11 DCF(distributed coordinationfunction)在无线衰落环境中的性能,提出了一种适用于无线衰落环境的无线局域网媒体接入协议DCFf(DCF in fadingchannel)。根据网络规模和信道状态,通过动态调整将竞争窗口加倍和重置的概率使无线局域网的吞吐量性能达到最优。利用有限状态Markov链对DCFf和DCF进行数学建模和理论分析,模型考虑了传输误码对协议行为的影响。计算结果表明:当网络规模、数据速率、信道状态发生变化时,DCFf的吞吐量性能总是优于IEEE 802.11 DCF,并且DCFf与IEEE 802.11 DCF兼容。     

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.     

云计算下用户行为特征的服务选择策略

在云模型中,不同的网络资源被网络虚拟化抽象成为各种服务,这些服务经过进一步的组合后以服务组合的方式提供给终端用户。为保证用户能高效地选取服务,从用户体验质量的角度,分析云环境下用户访问服务的行为,利用其访问服务的偏好性,提出基于用户行为特征的服务选择策略。理论分析和实验表明,该策略能保证较高的性能及用户满意度,能为用户提供有效的选择方案。