Aloha-LPD:一种用于水声通信网的MAC协议

为了减小长传播延迟对水声通信网性能的影响,在传统Aloha协议的基础上,借鉴CSMA协议载波侦听的思想,提出了一种用于水声通信网的MAC协议Aloha-LPD.利用水声通信的长传播延迟,采用半双工的通信方式,增加节点等待ACK回复帧过程中接收数据帧的机制,使一个节点同时与多个节点无冲突地通信.通过OPNET建立仿真模型,分析结果表明,与传统Aloha协议和基于RTS/CTS握手的协议相比,Aloha-LPD协议能够提高网络吞吐量,减小网络的端到端延迟.水声传输信道的长延迟是水声通信网性能的一大瓶颈,但如果能合理利用,也能改善水声通信网的性能.     

WiMAX WMN中基于扩展图的链路调度优化

链路调度是Wi MAX WMN设计中面临的关键问题.为了最大化网络吞吐量,建模了无干扰最优链路调度模型.针对单位时隙需求的链路集,提出一种Wi MAX WMN中的启发式链路调度算法.进一步,针对WMN中节点的中继特性,设计了基于节点与链路分解的扩展图模型.通过细化传输过程以增强时隙的空间复用性,能够满足链路单次与多次传输的统一调度需求.一系列仿真实验结果表明,所提出的链路调度算法能够有效减少网络调度周期,提高网络吞吐量.     

一种提高WiMax mesh网络吞吐量的方案

文章针对IEEE802.16标准未指定空间资源管理方案,提出一种提高WiMax mesh网络吞吐量的方案,包括接入过程中公平的路由树构建算法和调度过程中并发传输算法;对节点接入和集中调度过程进行仿真,比较了不同的路由树算法在并发传输算法下的性能.仿真结果显示,提出的路由树构建算法显著提高了端到端的吞吐量,验证了方案的有效性.     

水声通信信道中的OPNET建模与仿真

针对水声通信网络信道的实现开销大、复杂性高的特点,提出了一种能够仿真分析水声通信网络的有效方法.该方法分别使用OPNET中的Propagation-Delay-Stage,Receiver-Power-Stage和Background-Noise-Stage三个工具来仿真水声信道中的传播延迟、发射机功率和水声噪声(水声噪声包括紊流、船运、风波和热噪声).其中,Propagation-Delay-Stage采用MacKenzie速度模型;Receiver-Power-Stage中有Thorp,Schulkin&Marsh和Francois&Garrison 3种传播损失模型.在该方法中,首先仿真比较了取不同传播损失模型时的水声信道,然后根据仿真结果选择一个合适的水声信道,并采用MACAW协议来仿真水声通信网络.最后,通过仿真实验对整个水声通信网络的吞吐量、误码率、丢包率进行了分析.实验结果表明,采用该方法能够有效地仿真水声通信网络.     

基于指向性换能器水声传感器网络功率控制算法

为了实现环境友好的通信,提高信道空间复用率进而提高网络吞吐量,提出了一种采用指向性换能器的水声传感器网络功率控制算法.设计支持指向性的邻节点发现过程,使节点获取信道信息,以归一化系统容量最大化及对邻近节点的干扰最小化为目标建立效用函数.以海洋生物发声影响阈值为限定条件,通过求解最大化效用函数的最优解对节点进行功率控制.该算法既能缓解隐藏终端和暴露终端问题,又能避免干扰海洋生物.仿真结果表明:相比于全向通信,对于不同的换能器波束宽度,本算法可使网络的能耗降低,吞吐量提高2~3倍,端到端延时降低20%~30%.     

基于吞吐量和延迟折衷的 LTE 下行调度算法研究

在LTE(long term evolution)无线网络下行链路系统中,调度算法是其无线资源管理的重要技术,其主要任务就是为无线用户传输的各种业务合理地分配无线资源.尤其是针对Non-GBR(non-guranteed bit rate)业务传输,可通过一个高效的实时调度算法来提高系统的吞吐量,且保证每个用户的服务质量,其在很大程度上决定了整个系统的性能.鉴于最大权重(maxweight)调度算法虽然使系统的吞吐量最佳,但是却导致单个用户的延迟较大的缺点,运用李雅普诺夫最优化的理论提出了一种实时调度算法,此算法不需要知道信道状态概率的先验知识,仅根据当前的信道状态和当前的队列积压来做实时的资源分配决定和传输决定.理论分析和仿真结果表明,该算法在吞吐量和延迟之间有一个很好的折衷,不但使网络吞吐量最优化,而且减小了单个用户的延迟.     

一种基于竞争的无线传感器网络低延迟MAC协议

SMAC协议周期性侦听和休眠的低占空比机制大大地降低了无线传感器网络的能耗,但却是以牺牲延迟和吞吐量为代价的。针对SMAC协议虚拟簇间调度不一致而导致的休眠延迟问题,提出并设计了一种低延迟协议LDSMAC,该协议采用全局同步机制使整个网络内的所有节点形成统一调度,保证了全网内的所有节点在相同时间激活,从而解决了数据传输中的转发停顿问题。仿真结果表明,相比于SMAC协议,LDSMAC协议在能耗略有增加的情况下,大大地降低了传输延迟,提高了网络吞吐量。     

改进的航电网络模型仿真与分析

研究了光纤通道技术的应用,使用OPNET建立了基于光纤通道的航电网络,并且按照协议标准建立了终端节点和交换机节点的有限状态机模型。交换机使用组合输入交叉排队(Combined Input-Crosspoint Queueing,CICQ)结构,在输入端口和输出端口使用差值轮询调度(Deficit Round Robin,DRR)算法,然后使用OPNET进行仿真,分析了网络的端到端延迟和吞吐量。结果显示在航电网络中,使用DRR调度算法,能够显著降低数据包的端到端延迟,满足一定的实时性,提高网络的吞吐量,表明此模型适合航电网络。     

基于节点-时隙调度的WSN传输性能提升策略

针对无线传感器网络在传输过程中存在的吞吐量不足、时延较大、能耗过高等服务质量(QoS)问题,将动态顶点染色算法进行改进并和差分进化算法结合,提出基于动态节点染色的时隙调度算法.在信息种群的传输过程中,依据节点信息的重要程度为节点划分优先级;通过顶点染色将优先级不同的节点标注,为不同优先级种群预留时隙;通过对节点-时隙的动态调度完成对网络性能的提升和优化.在Matlab平台上进行对比仿真试验,结果表明:和现有的方法相比,此方法能让网络的吞吐量最多提升44.5%,时延最多减少12.5%,能耗最多降低20.8%,有效提升了无线传感网络的传输性能.     

一种基于TDD的无线mesh网络随机自学习调度算法

基于时分多址(TDD)的无线mesh网络是实现无线多跳网络和宽带无线接入的一种关键技术.为用户提供一种可以保障稳定通信的有效的分布式算法是影响基于TDD的无线mesh网络性能的关键因素.本文针对TDD的无线mesh网络提出一种随机自学习分布式调度算法,这种算法是一种基于信息学习的随机选择算法.在网络中,任一节点都要根据其邻居节点控制消息中所携带的数据,学习邻居节点的调度信息,从而判断可用时隙.若上次信息传输成功,则节点仍然沿用上次的传输时隙;反之,节点在可用时隙中随机选择一个时隙发送控制消息.仿真结果表明,与IEEE802.16标准中定义的算法相比,提出的随机自学习分布式调度算法能实现更高的吞吐量.     

基于物理干扰模型的分布式传输调度算法

传统上对无线多跳网络中传输调度问题的研究是基于协议干扰模型的。该模型对问题的分析比较简单,通常会使调度算法的性能较差。该文提出了一种基于物理干扰模型的分布式调度算法来提高网络吞吐量。物理干扰模型反映了接收节点的信干噪比(SINR),是对现实场景中干扰的一种更精确的抽象。该文将传输调度问题建模为整数线性规划(ILP)问题,然后将其松弛为一般的线性规划(LP)问题,提出一种分布式算法来求解LP问题的最优解,进而计算传输调度问题的最优解。在该分布式算法中,每个节点只需要本地的信道信息便可以计算出最优的传输概率,从而实现最优调度。仿真结果表明:该算法可以很快收敛到最优解,并且吞吐量性能与中心式算法接近。     

无线网络中基于信道速率和传输功率的MAC性能优化

目前多种无线传输标准均支持多速率的数据传送,通过对信道状况的估算设置合适的数据传输速率,有利于网络性能的优化。同时,调整无线网络中节点的发射功率可以间接改变物理载波侦听范围,从而提高网络的空间复用。本文提出了一种基于信道速率和传输功率自适应调整的PRA算法（Power and Rate Adaptation）,该算法的基本思想是发送节点根据通信距离保守计算起始速率,并根据成功和失败的状况调整传输速率和发送功率,从而有效改善介质访问控制协议的性能。仿真结果表明,该机制可以使节点在通信过程中自动调整到较高的信道速率和合适的发送功率范围,提高了网络吞吐量,降低了功耗,同时改善了公平性。     

一种新的基于无线网络编码的单跳传输算法

为了改善无线链路出错而降低传输效率问题,在无线中心传输结构下,基于网络编码理论,首先提出了理想的基于编码组的传输模型(ITCG),并根据无线信道易错的特性,又提出了基于重传的编码组传输模型(RTCG).基于上述传输模型,随后提出了新型的基于重传编码组模型的数据传输算法.最后通过仿真实验,分析了单播算法、基于重传的编码组传输算法的传输延迟和吞吐量变化.实验结果表明:基于重传的编码组传输算法能够提高传输效率,并且在节点突发出错情景下,能有效解决由于节点突发出错而造成的系统吞吐量急剧降问题,保证了数据传输的公平性.     

无线网络中基于信道速率的MAC性能优化

目前多种无线传输标准均支持多速率的数据传送,但多速率调整机制没有考虑物理载波侦听范围的影响.为比,文中分析了无线网络的干扰模型和空间复用,提出了一种通过调整发射功率间接改变物理载波侦听范围的自适应速率调整算法(PRA).该算法利用通信节点对之间的距离估算信道速率,可使节点在通信过程中自动调整到较高的信道速率和合适的发射功率范围.仿真结果表明,该算法提高了网络吞吐量,降低了功耗,同时改善了公平性.     

OBS网络的拥塞控制汇聚算法分析

传统OBS网络汇聚算法没有综合考虑边缘节点汇聚算法和核心节点的数据调度算法二者之间的相互联系,其通信性能受限。在分析OBS网络边缘节点汇聚算法对核心节点数据调度的影响后,提出了一种新的边缘节点汇聚算法——基于OBS网络的拥塞控制汇聚算法(CCAA)。该算法通过分析边缘节点汇聚参数对数据调度的影响,调整汇聚算法实现对核心节点调度成功率的影响,最终实现了提高核心节点数据调度的成功概率。     

基于WMN的空间接入网络骨干拓扑构造技术

针对空间接入网络在网络拓扑动态变化、传输延迟大等情况下的快速路由问题,提出了基于拓扑构造技术的快速路由方法;空间接入网络通过多跳无线中继接入空间核心网络,根据空间接入点运动可预测的特点,提出基于无线网状网（WMN：Wireless Mesh Networks ）的空间接入网络结构;通过空间接入网络WMN的结构分析,设计了移动骨干拓扑构造算法。该算法只对骨干节点进行泛洪传播,从而减少了控制和路由数据包的数量,能快速构造路由信息,提高了路由建立的效率。     

基于距离相关的信道分配算法

为最大化认知Ad Hoc网络并行传输的信道数目,提出一种新的信道分配算法.由于认知Ad Hoc网络中信道的衰落特性不同,该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,节点以干扰距离与传输距离的关系为依据更新信道的使用状态,从而提高信道的空间复用;另外,在公共信道上只进行广播和信道预定信息的传输,有效地避免了控制信道瓶颈问题.实验结果表明,该信道分配算法能够有效增加信道的空间复用,提高网络的吞吐量.相同的策略下,当负载较高时,该算法的吞吐量比DDMAC算法提高12%左右.     

空间复用性对混合网络的影响

本文对空间复用性进行了详细分析,在探讨了混合网络中业务传输所需要的资源数与该业务多跳传输路径的跳数以及节点通信的干扰范围与通信范围之比的关系后,推导了充分利用空间复用性后的混合网络吞吐量上限,结论是空间复用在理想情况下能够大大提高网络吞吐。     

不确定传播时延下的水声网络保护间隔设定

水下声波的传播时延及波动远大于无线电波,许多借鉴陆地无线电波通信网络原理设计的水声传感器网络协议未能充分考虑和利用水声传播及其时延变化特性.据此给出了时分多址协议中相继传输数据包的冲突模型,分析了保护间隔与簇头节点和传感器节点距离之间的关系,并给出了保护间隔的设置方法.理论分析和仿真表明,提出的保护间隔设定方法改善了传统保护间隔设置偏向保守的缺点,可有效提升水声传感器网络的性能和效率.     

IEEE 802.16 Mesh网络基于队列占用率的分布式调度算法

为提高IEEE 802.16 Mesh网络性能,提出了基于队列占用率的分布式调度算法(QO-CDS).该算法应用跨层设计方法,通过计算各竞争节点的队列占用率来设定节点的优先权,使具有高占用率的节点优先获得调度,以达到减少网络拥塞.提高资源利用率的目的.对算法的数学分析和与其他算法的对比仿真实验表明,相对于传统CDS算法和基于避让指数的改进算法,该算法可以有效提高吞吐量、降低端到端时延.