具有节点访问公平性的WLAN改进退避算法

以获得无线局域网(WLAN)尽可能大的吞吐量和尽量小的丢包率与平均延迟为目标,对无线局域网MAC协议中影响网络性能的载波检测机制,特别是冲突退避算法进行了深入研究.通过对现存冲突退避算法的分析,提出了一种充分考虑了节点对网络访问的公平性的改进退避算法.通过基于NS2网络仿真平台的设计与实现,对所提改进算法进行了性能仿真.结果表明,由于算法中对发送站和非发送站,根据监测到先前包是否冲突情况,采用不同的退避窗口调节策略.不仅保证了节点间数据包发送的公平性原则,其吞吐量、丢包率和包平均延迟性能都获得一定程度的提高.     

无线Mesh网络节点聚类属性分析

通过分析无线Mesh网络节点空间属性,提出了一种改进的k-medoids网络节点聚类算法.该算法基于聚类思想,将无线Mesh网络中的网关部署问题转化为空间节点数据聚类问题.构建了网络拓扑图的邻接矩阵,并利用邻接矩阵选择具有最多一跳连接节点数的对象作为初始簇中心.然后以网络跳数代替传统聚类算法中的距离参数,将最小化跳数之和作为优化目标,通过迭代方法获得稳定的聚类和分组结果.实验结果表明,离散的网络节点在空间上具有聚类特性,利用该方法可以获得更小的平均跳数和最大跳数,因此可以较好地实现网络节点分组和网关发现.     

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.     

基于蚁群算法的无线多媒体传感器网络路由研究

通过对蚁群算法(ACO)的研究,设计了一种适合无线多媒体传感器网络的路由协议.该算法模拟自然界蚂蚁群体在寻找路径的方式,在节点发送数据包时,以该路径之前发送数据包的频率以及通过该路径的代价为参数,计算选择该节点为下一跳的转发概率.仿真结果表明,采用该算法时,节点的平均寿命要比采用传统的定向投递算法时的节点寿命高20%,数据包成功发送速度也远远高于传统算法.     

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.     

一种基于无线多跳网络的跨层优化算法

针对无线多跳网络目前存在的问题,提出了一种较完善的跨层优化调度算法,在兼顾优先级较高的实时性业务的同时,有效扩展节点覆盖范围,提升了系统整体容量.对系统的吞吐量和延迟性能指标进行了仿真比较分析.     

介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法

引入移动汇聚节点解决无线传感器网络高效数据收集问题.网络中固定汇聚节点与移动汇聚节点共存,全部传感器节点都拥有维护到固定汇聚节点的路由,移动汇聚节点进入网络后定期向其附近小范围内的传感器节点扩散自己的声明信息,传感器节点向距自己跳数最小的汇聚节点发送或转发数据包.移动汇聚节点和距离其一跳的传感器节点之间通过有效的应答机制来保证数据的可靠传输.通过仿真结果显示引入移动汇聚节点的数据收集在节省能耗方面明显优于传统网络.在延长网络生存时间的同时,可以获得较高的数据传输成功率和较短的数据传输延迟.     

MANET中基于延时响应的乱序数据包处理算法

在MANET中,节点的移动性会导致在接收端产生大量的乱序数据包,影响TCP协议的性能.提出了一种改进的TCP协议(TCP-D),通过延时触发拥塞控制算法,来提高TCP协议在MANET中的性能.对延时响应TCP协议的吞吐量分析表明,当网络中不存在乱序数据包时,改进协议可以获得类似于标准TCP协议的吞吐量,保证对标准TCP协议的友好性.仿真实验表明,在网络中存在乱序数据包的情况下,改进后的TCP算法可以获得较标准TCP协议更高的网络吞吐量,而在无乱序数据包的情况下,改进协议仍具有很好的公平性和友好性.     

802.11多速率无线局域网中的竞争窗口控制算法

针对此类网络的饱和吞吐量模型,分析了速率调整无法降低帧冲突的原因以及发送节点的尝试发送帧概率对网络性能的影响.基于发送节点的尝试发送帧概率和竞争窗口大小之间的关系,提出了一个802.11多速率无线局域网中控制竞争窗口的方法,该方法通过估计局域网中的平均连续空闲时隙数来控制竞争窗口,因此能够主动减少由于节点数量大造成的帧冲突,从而提高网络性能.模拟实验表明,在802.11多速率无线局域网中,竞争窗口控制算法的引入可以在已有的速率调整算法的基础上使网络性能大大提高,获得更好的吞吐量和公平性.     

基于CC-RB算法的认知无线网络信道分配研究

针对基于规则的信道分配(RB: Rule Based)算法假设条件过于理想, 实际应用性不强的缺点, 在考虑各节点不同信道的吞吐量不同的基础上, 提出一种改进的基于信道容量的规则信道分配(CC-RB: Channel Capatty-Rule Based)算法。该算法引入信道容量矩阵, 在进行信道分配时为节点分配质量较好的信道。仿真结果表明, CC-RB 算法在复杂度增加不大的情况下, 系统吞吐量和公平性都较RB 算法有较大提高, 在干扰距离为100 m, 认知节点数为80 个时, CC-RB 算法比RB 算法的吞吐量增加了133%, 公平性增加了96%, 能更好满足实际需要。     

多速率无线局域网的自适应退避算法

针对标准分布式协调功能（DCF）退避算法应用于多速率无线局域网存在吞吐量异常和严重不公平性问题，提出了一种基于信道状态和节点速率的模糊自适应退避算法．该算法通过对信噪比的检测以及对信道负载率的估算，利用模糊算法对信道的当前状态进行推理判断，从而使节点的退避窗口跟随信道的竞争程度和节点的发送速率自适应地调整．仿真结果表明，采用所提算法可以提高网络吞吐量和接入公平性，特别是当信道繁忙时，它的网络吞吐量比标准DCF采用的指数退避机制提高了81．2％，公平性指数可提高64％．     

多业务正交频分复用多址系统中的机会公平调度算法

研究了宽带正交频分复用多址(OFDMA)系统中存在多种不同业务时的无线资源管理问题,给出了多业务情况下基于效用公平的公平调度算法.仿真结果表明,基于效用公平的算法,可以保证各用户间的吞吐量符合比例公平原则,并能明显增加系统总吞吐量.     

高速网络中基于AIMD的HSTCP拥塞控制算法的改进

HSTCP(高速传输控制协议)是高速网络中基于AIMD(加性增长和乘性减少)的一种新的拥塞控制算法,它能在高速度和大时延的网络中更有效地提高网络的吞吐率。文中针对HSTCP算法在公平性方面的缺陷对该算法提出了改进意见,改进算法通过引进参考因子r来动态预测拥塞的发生并调节窗口的增长方式,使窗口增长方式在TCP Reno模式和标准的HSTCP的方式之间切换。模拟结果表明HSTCP的改进方案对HSTCP流和TCP Reno流共存时的公平性有明显的改善。     

基于公平原则的多用户空间子信道分配算法

提出了一种基于MIMO/OFDM系统的空间子信道分配算法,在多用户环境下,以获取最大的系统吞吐量为目标,兼顾用户之间资源分配的公平性原则,充分利用系统的空间子信道资源,在保证发射功率恒定和一定的误比特率约束条件推导了多用户子载波分配准则,并给出了相应的算法流程.仿真结果表明,本算法具有良好的性能,既有效地提高了系统的吞吐量,又保证了用户之间资源分配的公平性.     

一种WiMAX Mesh网络QoS保障算法

尽管QoS保障对WiMAX 网状网络 (WiMAX Mesh Network, WMN)的实际应用非常重要,但IEEE 802.16尚未明确定义WMN的QoS实现机制,现有研究主要集中在路由算法和逐跳的QoS保证方面.本文在分析WMN QoS保障机制的基础上提出了一种有效、动态的WMN QoS保障算法.该算法把WMN 视为一个整体, 描述了各节点在进行数据包处理时应该遵循的约束条件,并给出了各节点对网络流量的处理方式.本算法既提高了WMN的网络吞吐量,也确保了各节点对带宽使用的比例公平性. 本文开发了WMN 仿真平台,并通过仿真证明了本文所提出算法的效率与灵活性.     

基于树形搜索的NOMA系统功率分配算法

功率分配是影响非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)系统性能的一个重要因素.传统树形搜索功率分配算法在吞吐量方面虽然能达到全搜索算法的性能,但该算法具有较高的计算复杂度,而固定功率分配算法和分数阶功率分配算法虽然计算复杂度低,但不能达到较好的吞吐量性能.为了解决这个问题,提出了一种基于树形搜索的递增功率分配算法.该算法以最大化用户吞吐量的几何平均作为目标函数,采用功率递增的分配方式,将用户分配到树形模型中,并对用户逐层搜索筛选,根据给定的功率系数标准和吞吐量标准,舍去多余节点,保留幸存节点,直到完成所有用户的功率分配.仿真结果表明,该算法的吞吐量性能与全搜索算法相比,在没有明显下降的情况下,较大地降低了计算复杂度.     

认知无线电网络中基于图着色的动态频谱分配

动态频谱分配是解决认知无线电网络中频谱资源利用率低下的有效手段.针对现有频谱分配中认知用户"饿死"这一难点问题,以最大化系统接入率为目标,提出一种基于图着色的动态频谱分配算法.构造了基于图着色模型的效能函数,通过动态更新可用矩阵完成有效的频谱分配.一系列仿真实验表明,所提算法获得了较高的系统接入率,兼顾了系统的吞吐量和公平性,具有比现有算法更优的性能.     

一种新的片上网络拥塞感知容错路由算法

提出一个有效的路由通道选择机制,实现了基于片上网络(networks on chips,NoC)的拥塞感知的自适应容错路由算法(congestion-aware adaptive fault-tolerant routing algorithm,CAFR).该算法基于Up*/Down*路由算法得出源节点到目的节点每条路径的转向概率,再根据每条链路的两端路由器剩余内存时隙得出一个加权链路,最后由每条路径权重值和其路径的转向概率计算出源地址到目的地址各条路径的总权重值.实验结果表明,在无故障条件下,该算法的平均延迟和平均吞吐率都能维持较好水平.在故障条件下,该算法相对其他算法在吞吐量衰减方面有很大改善,尤其在故障率达到20%时,该算法吞吐量只有44.32%的衰减,而其他有容错性能的算法衰减达到48%~70%.