多跳中继系统中子载波与功率的分配

以多跳中继网络中的资源分配为研究对象,提出了一种用于两跳中继系统下行传输的子载波与功率分配算法,目标是在总功率一定的条件下使得系统的吞吐量最大.该算法包括三个步骤:首先分配第二跳链路上的子载波,之后进行子载波配对,最后进行功率分配.在功率分配中基于运算复杂度不同提出了最优化功率分配(OPA)与平均功率分配(EPA).仿真结果表明,最优化功率分配的性能要优于平均功率分配,并且当第一跳链路与第二跳链路的信道质量相差不多时进行子载波配对可以有效提高系统性能,此外该算法能够获得多用户分集增益.     

Underlay认知无线电网络功率与允入控制优化算法

频谱共享认知无线电网络中允入控制算法对系统总吞吐量、总传输概率及认知用户中断概率的影响,并提出两种新功率与允入控制联合优化算法。所提算法基于信干噪比与功率对应关系,引入有效信干噪比、有效链路增益比两个新权值。在非可行系统中依据新权值逐步移除违规认知用户,使允入认知用户数目最大化并有效控制总传输功率。在可行系统中利用新权值将“极大-极小”服务质量和总吞吐量优化两个问题转化为易解决的传统线性规划问题。仿真实验结果表明,新算法复杂度低、用户中断概率小且系统吞吐量大。     

基于冲突分解的短波频点真实在线双拍卖算法

针对短波认知电台在网络高负载情况下频点冲突严重的问题,依据短波频点衰落特性,结合真实在线双拍卖模型,提出了基于冲突分解的真实在线双拍卖(trueful online double auction based on conflict decomposition, TODA-CD)模型。在TODA-CD模型中,卖家模型考虑不同链路间差异性,重构卖家定价模型,提升了链路可靠性;买家模型以预期收益最大化为优化目标,首先利用广度优先搜索算法生成频点冲突树,解析短波认知网络内频点冲突关系,然后设置频点抢占切换惩罚函数,计算不同切换方案预期收益,重构买家竞拍价格,以第二密封价格拍卖完成频谱交易,最终实现网络内频点指配的抢占最优。仿真结果表明,在网络高负载情况下,TODA-CD算法能够有效提高频谱利用率,降低抢占切换次数,从而提高系统收益。     

基于链路状态感知的跨层协议设计与仿真

无线Ad Hoc网络中,TCP拥塞窗口增长速度过快是导致链路冲突和路由失效频繁的主要原因之一,针对此问题,在前人研究基础上,提出一种根据链路冲突状态自适应调整TCP窗口增长机制和路由失效判决策略的跨层协议设计方法.仿真结果表明,该跨层协议能显著的提高系统的吞吐量并减小网络时延,而且能适用于不同拓扑和不同负载的网络.     

下一代密集WLAN网络干扰管理机制

在密集高效无线局域网部署场景中,针对传统802.11协议造成用户公平性差和吞吐量低的问题,提出一种以用户为中心的资源配置方法。该方法通过对用户进行识别分类,以用户为中心配置信道和功率,在保证用户公平性的前提下,最大化网络吞吐量。提出的功率控制机制和用户识别方法可以很简单的应用于现有无线局域网系统中。仿真结果表明,提出的资源配置方法平均提升单位基本服务集吞吐量47.3%,干扰最严重的基本服务集的吞吐量提升190%,每个基本服务集的边缘用户的吞吐量平均提升约74.3%。     

基于非合作博弈模型的跨层资源分配算法

针对多用户多输入多输出 正交频分复用(multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiple, MIMO-OFDM)系统的上行链路提出一种基于非合作博弈模型的跨层资源分配算法。基站为用户分配初始上行速率后,各用户间通过非合作博弈方式实现功率最小化。功率未饱和的用户向基站申请增加吞吐量,基站在调整用户吞吐量时综合考虑用户信道条件与媒体访问控制（media access control, MAC）层缓存的状态。仿真表明,算法既降低了用户终端的功率开销,同时兼顾了多用户间的公平性。     

基于流量优化的可靠服务功能链部署方法

针对网络功能虚拟化环境中服务功能链部署的资源开销问题, 提出一种基于流量优化的可靠服务功能链部署方法。首先, 根据虚拟链路流量变化对虚拟网络功能进行聚合, 使带宽需求大的虚拟链路部署到底层网络后, 其流量变为服务器的内部流量。其次, 综合考虑可靠性、综合时延以及拓扑属性, 利用离差最大化的多指标决策算法对物理节点进行评价, 并使用链路约束降低流量的乒乓效应。最后, 采用k-最短路径算法将虚拟链路部署到满足带宽需求的物理链路上。仿真实验表明, 所提方法在保证服务功能链可靠性的基础上, 对长期收益开销比、映射成功率、端到端时延以及带宽开销有较大优化。     

适用于异构QoS环境的伺机频谱接入策略设计

针对认知无线电网络(Cognitive Radio Network,CRN)中认知无线电(Cognitive Radio,CR)用户单信道伺机频谱接入问题,从既满足CR用户各异的QoS需求又不对主用户(Primary Radio,PR)产生干扰的角度,定义新的度量指标CRN有效吞吐量,并以CRN有效吞吐量最大为目标建立单信道伺机频谱接入模型.提出基于最小速率差额的接入策略,给出相应的信道和功率分配算法(Minimum Rate Gap-based Channel and Power Allocation,MRG-CPA),并设计MAC协议以实现分布式接入.仿真结果表明,与现有的降序最佳适应算法、降序首次适应算法和基于最小速率需求的功率分配算法相比,MRG-CPA不仅提供较大的CRN有效吞吐量,并且提高CR用户QoS保证率.     

无线自组网中多速率敏感单播路由

针对多速率环境下按需路由协议,提出了基于延迟转发路由请求包的多速率敏感单播路由协议BDRMAU.其基本思想是中间节点根据路由请求包的发送者和本节点之间链路的传输速率,优先调度来自高传输速率链路发出的路由请求包来执行转发动作,因此,候选路由尽可能多地包含高传输速率链路,通过充分利用物理层多速率能力来提高网络吞吐量.模拟实验表明,BDRMAU较传统的协议能够较大地提高了网络吞吐量.     

基于XOR选择重传ARQ的网络编码多播路由算法

针对XOR选择重传ARQ协议,提出了一种基于网络编码的多播路由算法,有效地恢复链路传输错误。该算法分为两种情况：一是信源发送正常的数据包,在信源节点与各接收节点之间建立多播路径族,并考虑不同路径族之间链路的共享;二是信源发送XOR数据包,搜索信源节点到各接收节点的最短路径,并考虑最短路径之间的链路共享。仿真结果表明,该算法有效地提高了网络吞吐量,在资源消耗方面较传统的多播路由算法有更好的表现,非常接近基于网络编码的最小费用多播算法。数学分析表明,该算法的复杂度远小于最小费用多播算法。     

Heuristic based data scheduling algorithm for OFDMA wireless network

A system model based on joint layer mechanism is formulated for optimal data scheduling over fixed point-to-point links in OFDMA ad-hoc wireless networks. A distributed scheduling algorithm （DSA） for system model optimization is proposed that combines the randomly chosen subcarrier according to the channel condition of local subcarriers with link power control to limit interference caused by the reuse of subcarrier among links. For the global fairness improvement of algorithms, a global power control scheduling algorithm （GPCSA） based on the proposed DSA is presented and dynamically allocates global power according to difference between average carrier-noise-ratio of selected local links and system link protection ratio. Simulation results demonstrate that the proposed algorithms achieve better efficiency and fairness compared with other existing algorithms.     

联合功率域SPMA协议的动态阈值算法

针对基于优先级概率统计的多址接入(statistic priority-based multiple access, SPMA)模式协议在高负载情况下战术信息的碰撞概率十分严重, 网络性能无法满足协同攻击要求的问题, 本文借鉴非正交多址接入技术在功率域上区分同时同频信号的思想, 改进SPMA协议信号发送机制与多优先级检测机制, 在原有的时域、频域基础上引入功率域, 提出一种联合功率域的SPMA协议性能改进策略。并针对各优先级数据包到达率的动态变化场景, 设计动态阈值算法, 以达到降低碰撞概率, 提升网络吞吐量的目的。仿真结果表明, 采用该改进策略与动态阈值算法可以使网络承载更大的业务流量, 提高网络吞吐量。     

应用Safer+算法的蓝牙WPAN网络数据传输性能仿真

WPAN(无线个人区域网)中蓝牙微微网间的同频碰撞是影响网络数据吞吐量的主要因素。建立WPAN网络模型,分析了WPAN网络的数据传输性能与组成网络的蓝牙微微网数量以及蓝牙跳频序列性能三者之间的关系,推导了三者之间的关系式,采用Safer+算法生成跳频选择序列代替原有跳频算法,改善WPAN网络数据传输,并进行了计算机仿真。使用SOC平台和CSR公司的Bluecore4蓝牙模块组建测试WPAN进行实测,证明了仿真的正确性。     

改进的卫星网络多路径并行传输算法

针对传统多路径并行传输（concurrent multi-path transfer, CMT）协议无法适应卫星网络高误码特性,提出了一种CMT改进算法。首先,在缓解接收端缓存阻塞的基础上,根据链路中传输的传输序列号(trans-mission sequence number, TSN)相对连续的分组时延抖动,正确判断网络的拥塞状况;然后,接收端选取返回时延最短的路径,将拥塞因子及时反馈给源端,源端调节相应链路的拥塞窗口,调整注入网络的数据量。仿真结果表明:本文算法在缓解因卫星链路差异造成的接收缓存阻塞的同时,能够根据网络状况自适应区分拥塞与误码,实现链路的高效利用。相对于传统CMT协议,改进的CMT协议在网络吞吐量、窗口抖动、时延和丢包率等方面都有明显提高。     

基于佳点萤火虫算法与BP神经网络并行集成学习的旱情预测模型

针对传统BP神经网络在旱情预测的实际应用中随机初始权值和阈值导致网络学习速度慢、易陷入局部解以及计算精度低等缺陷,提出一种基于数论佳点集萤火虫(good point set glowworm swarm optimization,GPSGSO)算法与BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)并行集成学习算法(GPSGSO-BPNN)的旱情预测模型.首先,借鉴数论中佳点集理论构造初始均匀分布的萤火虫种群,并引入惯性权重函数动态修正移动步长,生成基于数论佳点集理论萤火虫算法,并从理论上分析算法的有效性;其次,将GPSGSO算法与BPNN相结合构建并行集成学习算法,实现两种算法的并行交互集成.最后,将并行集成学习算法应用于农业干旱灾害预测中,构建基于GPSGSO-BPNN并行集成学习算法的旱情预测模型.通过8个Benchmark函数验证了GPSGSO算法在收敛速度、计算精度及稳定性等方面的有效性.同时,以皖北农业干旱气象数据作为仿真数据,实验结果表明GPSGSO-BPNN算法在计算速度、精度及稳定性方面较传统BPNN、GSO-BPNN及GA-BPNN等算法有较明显的优势,提高了旱情等级预测的准确性.     

基于混合编码遗传算法的证据网节点可靠性评估

证据网是一种基于D-S(Demspter-Shafer)理论层次化推广的推理模型,和D-S理论一样,当证据网中传感器节点不可靠时需要进行折扣(可靠性)处理。由于证据网是一种多层次的节点信息融合,折扣在不同融合层次传感器上,影响不同层次上的冲突,所以折扣的设置需全局考虑冲突情况。已有的可靠性评估方法是D-S理论中的评估,这些方法并不能保证在融合中全局的冲突最小,针对这一问题提出一种以减小全局冲突为目标使用混合编码遗传算法进行可靠性评估的方法。在仿真实验中通过与已有的可靠性评估方法进行比较,证明了该方法更能减小全局冲突,获得更好的结果。     

基于隐马尔可夫模型的动态跳频信道接入算法

针对认知无线电信道接入中存在主用户和次级用户相互干扰、吞吐量下降的问题,提出基于隐马尔可夫模型的动态跳频信道接入算法。由于长时段的数据传输造成次级用户无法及时切换信道,将数据传输时段分为多个跳频时段,构建隐马尔可夫模型预测可用信道,建立跳频信道集合,设计动态跳频序列,使信道接入的效率更高。理论分析与仿真结果表明,该算法能够有效降低各级用户之间干扰概率并显著改善系统吞吐量,增加系统可靠性和信道利用率。     

基于NS2的RPR带宽分配算法参数确定方法

RPR(resiliencepacketring)是一种MAC层的环网络协议,具有全双工,空间可重用,自我护的特点,IEEE正在致力于RPR标准化。带宽分配算法是整个协议(RPRDraft1.0)讨论的重点之一,在分析了RPRDraft1.0中定义的参数Lpcoef和Rampcoef对带宽分配算法效率的影响之后,分别用25种不同的关键参数配置NS2RPR模拟器,模拟经典的两种背景压力情景,综合考虑收敛时间和振荡波形可以选出最优的关键参数组合。实验结果发现Lpcoef=32且Rampcoef=64在收敛时间与振荡方面都优于草案中建议的Lpcoef=64且Rampcoef=64。