多目标粒子群优化的复合型组播拥塞控制

摘要： 为提高异构环境下大规模动态组播的吞吐量并减小速率抖动,提出一种复合型组播拥塞控制机制(composite multicast congestion control, CMCC). 该机制在基层和增强层使用不同的速率调节方案：基层使用单速率机制控制发送速率,防止接收能力较弱的接收端被“排挤”出组;增强层使用最优化的方法分配速率以提高组播吞吐量并平滑发送速率. CMCC以最大化全局满意度和最小化速率抖动为目标将增强层速率的分配归纳为多目标优化问题,并选用收敛速度快、参数少且计算量小的多目标粒子群优化算法搜索最优解. 仿真结果表明,CMCC能有效提高组播吞吐量,平滑发送速率,且计算量小,实时性高,适用于具有异质接收端的大规模组播.     

IEEE802.11 MAC层协议栈的均衡多线程实现方法

IEEE802.11标准中的媒体接入控制层(MAC)协议栈由包含22个子模块的有限状态机组成.在嵌入式系统的基础上实现802.11MAC层协议栈时,可以有多线程和单线程的设计方法,但它们都难以达到效率均衡的效果.这里提出的均衡多线程的设计方法,兼顾了系统效率和可实现性的要求,获得了良好的效果.仿真实验结果验证了此方法的高效性.     

隐终端下S-MAC协议性能分析

提出一种隐终端下的S-MAC协议分析模型. 该模型可用于节点MAC层服务延迟和网络吞吐率的性能评估. 分 析结果表明,随着节点负载流量逐渐增大,增加隐终端数目将导致节点更早进入饱和状态,同时MAC层服务延迟显著延 长,网络吞吐率显著下降. 通过ns-2仿真工具测量不同隐终端数下MAC层服务延迟和网络吞吐率,仿真结果与分析结果 吻合,验证了分析模型的正确性.     

用于Ad Hoc网络的按需网状路由协议

Ad Hoc网络中节点移动和网络拥塞都可能造成路由回复包丢失及已建立路由失效,使得源节点不得不再次洪泛RREQ包以重建路由,这在增加网络负载的同时加剧了节点能量、带宽等资源消耗.在综合采用路由侦听和MAC层缓存技术的基础上,联合网络层和媒介访问控制层(medium access control ,MAC)进行跨层设计,提出了按需网状路由协议ODMR(on demand mesh routing ).通过路由回复阶段BRREP包的传递,构建多条到达目的节点的旁路路由来增加协议的鲁棒性,从而降低路由重建频率以提高网络性能.模拟实验表明:该协议能够在不增加网络开销的情况下显著降低网络端到端的时延、路由发现频率以及提高网络吞吐量.     

Ad Hoc网络中一种新的双信道MAC协议及其性能分析

针对多跳ad hoc网络,提出了一种新的应用于媒体接入控制(MAC)层的双信道协议,采用双信道传输以及改进的握手协议和信道预留方法,避免了数据冲突,解决了隐藏终端和暴露终端对数据传输的影响问题,提高了信道利用率.节点根据收到的不同的控制包,在控制信道和数据信道中采取3种不同的预留方法.在数据传输中,隐藏终端能够同时接收数据,暴露终端能够同时发送数据.在高业务量网络中分析了该协议的吞吐量属性,通过与基于RTS/CTS的协议的比较,表明DCMAC协议能提高多跳ad hoc网络的吞吐量.     

基于强化学习的M2M网络自适应媒体接入控制协议

提出了一种针对机器与机器通信网络中数据收集业务的自适应媒体接入控制(medium access control,MAC)层协议,即强化学习混合MAC(Q-learning hybrid MAC,QH-MAC).这种协议在混合分组MAC(hybrid group MAC,HG-MAC)的基础上增加了基于Q-learning的自适应学习机制,其中心节点可以根据网络状况动态调节竞争时段的时长,因此提高了网络的灵活性和适应性.通过OPNET仿真,将QH-MAC与HG-MAC、多时分址、载波监听多路访问/冲突避免性能进行了比较,结果表明QH-MAC在数据传输速率、能量效率和信道利用率上具有优势.     

IEEE802.16中基于空时编码的多用户MIMO-OFDM系统跨层设计

研究了多用户MIMO-OFDM系统中基于空时编码的联合数据包调度和动态资源分配的跨层设计.根据IEEE 802.16协议将所有业务类型分为4类,在媒体接入层利用一种分层的调度架构进行各用户各业务间的数据包调度:第1层调度器负责同类业务中不同用户的调度,第2层负责不同业务之间的调度.最后在物理层根据媒体接入层调度结果和信道状态信息联合考虑进行无线资源的自适应分配.仿真结果表明,所提出的方法在丢包率、包时延和系统吞吐量等方面的性能都有明显提高.     

一种802.11功率控制MAC协议及仿真研究

提出了一种基于IEEE802.11的功率控制MAC(medium access control)协议,在控制包中包含发送功率和容许接收功率,通过两个通信节点之间的控制信息的交换来决定数据包的发送功率和限制其他邻节点的发送功率,有效降低隐藏终端和暴露终端之间的干扰,并且在数据接收的同时允许邻节点同时发送信息.通过仿真与802.11MAC协议进行比较,结果表明,在移动自组网中,该功率控制协议能够提高系统的吞吐量性能,而大大减少移动节点的功率消耗,提高节点的能量利用效率,并降低超过93%的系统能耗.     

解决Ad Hoc网络广播冗余竞争冲突的高效广播算法

针对盲目广播带来的广播风暴问题,提出了一种适用于Ad Hoc网络的跨层模糊逻辑广播算法(cross-layer fuzzy logic broadcasting algorithm,CLFBA).该算法应用跨层设计的方法,在保持原有介质访问控制层(medium access control,MAC)和路由层严格分离的基础上,允许路由层共享MAC的接收信号强度信息.采用模糊控制获得节点重播分组的概率,赋予增加通信面积大的节点和剩余能量高的节点较高的转发概率.CLFBA减少了广播过程中产生的冗余、竞争和冲突,均衡了网络中节点的能量消耗.仿真结果表明,与路由层应用泛洪和概率泛洪算法、MAC层应用IEEE802.11协议相比,CLFBA提高了转播节省率,延长了网络生命周期,降低了平均节点丢包率和平均端对端延迟.     

基于策略的组播接入控制研究

当前使用的IP组播模型不提供接入控制,任何用户可以向组播地址发送数据,也可以任意加入组播组成为成员接收数据.在具体分析了组播参与者^①的不同类型和对接入控制的不同要求后,引入了策略控制系统,提出了基于策略的组播接入控制,给出了该系统的模型,并具体阐述了用户接入时的请求、应答、配置ACL的过程.     

IEEE802.11 DCF退避机制分析和改进

引入二维马尔科夫模型,对退避时隙选择概率分布对IEEE802.11DCF系统性能的影响进行了理论分析,并提出了一种简单有效的退避时隙选择改进方案.仿真结果证明,该方案能够有效提高IEEE802.11的饱和吞吐量.     

CDMA媒体接入控制协议分析模型

目前大多数MAC协议(如CDMA/PRMA和CDMA/NC-PRMA等)都是PRMA协议的CDMA版本,以动态预约机制为主要特征,其性能曲线一般通过仿真获得.该文研究支持语音和数据两类业务的包交换多码CD-MA系统,并从理论上进行分析其性能.     

IEEE802.11a WLAN中DCF性能分析

引入二维马尔科夫模型,对DCF的两种传输方式:基本接入方式和RTS/CTS方式,在IEEE802.11a WLAN中的饱和吞吐量和传输时延性能进行了理论分析和仿真,理论分析和仿真结果表明,与低速IEEE802.11WLAN中的情况相反,在IEEE802.11a WLAN中,基本接入方式在多数情况下比RTS/CTS方式更有效.     

均衡流量的改进AODV协议

基于距离向量的按需路由协议是adhoc网络中一种具有代表性的按需路由协议.与传统路由协议相比,按需路由协议减少了建立和维护路由所需要的开支,但是随着网络节点发送数据量的增加,网络性能会迅速下降.针对这一问题,提出了一种简单有效的均衡流量改进AODV协议——TB-AODV协议.在TB-AODV协议中,每个节点根据本地链路层的负荷,决定拒绝或接受收到的路由请求,以避免加重局部拥塞,使得网络的负荷能更加均匀地分布.仿真结果表明,改进后的协议提高了网络的吞吐率,降低了分组传送的平均端到端延时,改善了网络性能.     

基于RF的无线传感器网络的MAC协议设计

针对传统无线传感器网络能量供应问题,提出了基于射频能量捕获的无线传感器网络介质访问控制(medium access control,MAC)协议.首先在相邻节点之间运用时分多址(time division multiple access,TDMA)技术按时隙分配信道,使数据在源节点到汇聚节点之间无争用传输;同时控制节点...     

HFC网数据信息安全方法研究

本文以HFC网络的基本结构、安全隐患,及有线网络的通信协议为基础,详细论述了如何通过更改MAC层的通讯协议,在MAC层加密传送的数据信息以确保HFC网络中上下行数据的通讯安全,具体分析了加密过程中CMTS与CM之间的会话通讯过程,终端身份验证,及密钥的传递,更新与时序同步等问题,同时还提出了HFC网络中数据信息加密的纵向加密层次的思想,并对它的可靠性和性能进行了整体评价。