有线-无线混合IP网络多媒体传输算法研究

提出了一种端到端的在异构的有线-无线混合IP网络上多媒体传输的改进算法WMTA(wireless multimedia transmission algorithm).通过研究Gilbert无线差错模型仿真环境中包的长度与丢包率的关系,发现包长与丢包率呈线性增长的关系.基于上述观察,算法通过交替发送大小数据包探测随机和拥塞丢包数,并根据两种丢包的程度进行速率控制.针对不同网络状态转换时算法更新慢的缺点,添加了更新因子K,使算法在网络状态转换时能迅速适应当前网络的状态.仿真结果表明,与现有算法相比,WMTA无论是在运行单个流还是存在竞争流情况下,都能够达到更高的吞吐量和带宽利用率,有效地提高了网络中多媒体传输的服务质量(QoS).     

面向VANETs改进的GPSR路由算法

针对车载网络GPSR的路由空洞问题,分析了现有策略的不足。为此,提出改进的GPSR。在改进的GPSR中,当节点已达到局部优化,即贪婪算法无法传递数据包,就利用邻居节点竞争方式转发数据包,并基于邻居节点的权值,选取最优的下一跳节点。仿真结果表明,改进的GPSR在数据传输率、端到端传输时延、路由长度方面均有较好的性能。     

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10－5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10－3时,与空间数据系统咨询委员会（consultative committee for space data systems,CCSDS）提出的文件传输协议（CCSDS file delivery protocol,CFDP）相比,该协议的传输时间缩短了40％,能较好地适应深空通信环境。     

基于包交叉分组间隔质心双盲流水印技术

针对基于数据包间隔时间流水印技术中存在的同步机制弱、且缺乏可靠自纠错方法的问题,提出基于包间隔时间交叉分组的流水印技术.本方法通过将传输时间影响分散化,抵抗数据包在传输中遭遇的抖动干扰问题;通过约束数据包的传输时间满足网络中常规数据包的传输时间分布,提高水印的抗检测性;通过利用卷积码将水印序列进行扩展后再传输,实现流水印的有限自纠错;通过基于滑窗的算法动态判定数据包分组边界,实现流水印的盲追踪、并可抵御数据包在传输过程中可能出现的丢失或合并影响.理论分析与实验数据均表明:本方法可在较高阈值范围情况下准确检测出水印的存在性,抵御一般性的第三方试探性检测,具有较强的鲁棒性与隐蔽性.     

基于车载自组织网络的数据和能量协同路由算法

针对车载自组织网络中路边单元具有较高碳足迹和部署成本的问题, 提出一种车载自组织网络中数据与能量协同的路由算法, 通过路边单元间的能量合作及路边单元与下行车辆能量传输的方法, 实现网络生命周期最大化. 其中路边单元节点可从自然界和车辆中收集能量, 并通过能量协作将路边单元节点获得的部分能量传输给邻居路边单元节点. 通过分析数据速率、 传输功率和能量传输, 解决了能量和数据路由中最大网络生命周期的问题, 确定了能量和数据路由联合优化策略的必要条件, 并基于分布式Lagrange-Newton迭 代算法更新数据流、 能量流和功率控制, 使算法能更快地收敛到最优操作点. 实验结果表明, 在车载自组织网络中的能量合作框架可有效改善网络生命周期.     

基于节点梯度的车辆网络(VANET)路由算法

由于节点的高速移动以及拓扑结构的动态性,传统路由协议不能有效地适用于车载自组织网络。为此,利用梯度理论,提出了一种基于节点梯度的路由协议(node gradient routing,NGR)。该协议充分利用节点的特性,计算节点的梯度值,并将梯度值最大的节点作为下一跳的转发节点。在计算梯度值时,考虑到转发节点与目标节点的距离、节点的移动方向、节点的负荷以及节点的周围密度等因素。仿真数据表明提出的NGR具有良好的路由性能,与典型地理路由协议GPSR和Ad Hoc路由协议AODV相比,所提出来的算法的数据包丢包率、端到端传输时延、数据吞吐量方面性能有较大的改善。     

基于车载自组织网络的数据和能量协同路由算法

针对车载自组织网络中路边单元具有较高碳足迹和部署成本的问题, 提出一种车载自组织网络中数据与能量协同的路由算法, 通过路边单元间的能量合作及路边单元与下行车辆能量传输的方法, 实现网络生命周期最大化. 其中路边单元节点可从自然界和车辆中收集能量, 并通过能量协作将路边单元节点获得的部分能量传输给邻居路边单元节点. 通过分析数据速率、 传输功率和能量传输, 解决了能量和数据路由中最大网络生命周期的问题, 确定了能量和数据路由联合优化策略的必要条件, 并基于分布式Lagrange-Newton迭 代算法更新数据流、 能量流和功率控制, 使算法能更快地收敛到最优操作点. 实验结果表明, 在车载自组织网络中的能量合作框架可有效改善网络生命周期.     

一种基于地理信息的改进GPSR算法

针对车载自组织网络（VANET）中基于地理信息的GPSR协议在转发数据包时通信链路不够稳定的问题,文章提出了一种改进的路由算法——GPSR-S算法。该算法根据任一车辆节点在不同时刻的地理坐标,分别计算出它们的运行速度和运动方向,再通过速度和方向计算节点间通信链路的维持时间,兼顾链路稳定性和距离,选出可靠的下一跳。利用网络仿真平台NS-3对GPSR、GPSR-S进行仿真,结果表明,GPSR-S算法在数据包传递率、端到端时延方面的性能得到了提升,更适合在车载自组网中应用。     

短包隐蔽通信下抗检测-干扰式攻击策略

为应对潜在的检测-干扰式恶意攻击,提出了一种基于短包隐蔽通信的抗检测-干扰攻击策略,通过隐藏无线传输行为的存在来实现抗干扰。考虑到干扰机采用Shewhart变点检测实时判断源节点的传输行为,当判决源节点正在传输数据包后启动人工干扰。为隐藏无线传输行为,源节点随机选择一个起始时刻以低功率、低速率传输有限长编码数据包。数据包发送功率越小、编码长度越短,隐蔽性越强,抗检测-干扰式攻击性能越好,但发送功率小和编码长度短使得接收端数据包译码错误概率较大。以有效传输速率最大为目标对数据包发送功率和编码长度进行优化设计。结果表明,存在最优的发送功率和编码长度使系统在传输隐蔽性和可靠性之间取得最优折衷。数值仿真结果验证了理论分析,证明了所提方案的有效性以及优化数据包编码长度和发送功率的必要性。     

车载自组网中基于分布式TDMA的协作数据重发方法

为进一步利用车载自组网中分布式TDMA的节点空闲时隙资源,提出了一种分布式协作数据重发方法,即协作分布式TDMA(cooperative distributed TDMA,Co-DTDMA)方法.利用无线信道的广播特性与分布式TDMA的信道访问确定方式,Co-DTDMA中的信息交互过程能够以一种有序和确定的方式进行,在节点未成功发送数据时,附近的邻居节点利用自身空闲时隙进行协作数据重发,从而在不影响正常数据传输业务情形下,传输失败的数据拥有更多的发送机会.上述协作重发不依赖于中心节点,以分布式方式执行,因而适应车载自组网的应用场合.理论分析与仿真结果表明,Co-DTDMA显著提高了数据包发送成功概率,降低了数据包传输时延和丢包率,显著提高了网络可靠性.     

水声网络中生物友好的网关部署优化

海洋哺乳动物与水声传感器网络共享水声信道,导致网络端到端延时增加,数据包投递率降低.针对这一问题,提出一种生物友好的水声网络多网关部署优化策略.该策略以网关作为网络的数据汇聚中心,用统计学方法确定海洋哺乳动物位置,并根据水声信道模型计算生物干扰半径,从而确定生物-网关干扰区域.以最小化网络端到端平均时延为目标,联合整数线性规划和贪婪-交换启发式算法优化网关部署.仿真结果表明:与随机部署和不考虑生物干扰的网关部署方法相比,采用本文策略使端到端时延降低62%和52%,数据包投递率提高36%和19%.     

基于可靠组播的实时性信息流传输控制算法

主要讨论实时信息流在可靠组播传输中的控制问题。针对这种信息流对可靠性要求相对较低，但对端到端传输延迟和网络抖动的要求很高，特引入适应这一要求的功能路由器(Power Router)。功能路由器的主要功能是对反馈信息进行汇聚、数据包丢弃的局部恢复，以及当网络拥塞时，选择性的进行丢包。分析结果表明，这种功能路由器的引入使得传输的时延和抖动性有所提高，而且对于网络的拥塞有一定的自动适应能力。     

车载图像传输系统软件的设计与实现

采用基于Socket的TCP/UDP传输协议(TCP协议用于一般信息交互,UDP协议用于图像数据传输)实现车载终端和服务器之间同时传送信息和图像的功能,提高数据传输效率.生成图像时,保证接收的图像数据包按照预期顺序排列.提出的数据包重传算法可以有效解决丢包问题,并且系统可以同时支持多个终端连接.     

一种有线-无线异构网络的媒体感知ARQ控制方案

在基于IEEE802.11b协议的无线局域网(WLAN)中,针对MPEG4视频数据在有线-无线异构网络中最后一跳的传输,当无线网络出现较严重的拥塞和干扰情况下,会导致视频播放的图像质量下降。提出了一种基于路由代理的媒体感知ARQ(automatic repeat request)机制,该机制通过利用路由代理接收视频信息并将该信息反馈给无线接入点(AP)以实现选择性的视频数据包的重传,并根据时延要求进行优先数据包重传以保障时延的要求,提高异构IP网络的视频播放质量和用户感受质量。仿真结果表明,本算法对无线链路的丢包和队列拥塞丢包进行了保护,可以提高视频的播放质量。     

N次随机丢包的被动队列管理算法

针对主动队列管理参数设置敏感、消耗大量资源等问题,提出了N次随机丢包的被动队列管理算法.当队列满时,根据当前网络中与路由节点链接的发送端数目,决定丢弃数据包N的值,然后再采用改进的随机丢弃策略丢弃N个数据包.新的算法与其他被动随机丢弃策略相比,克服了弃尾队列管理的缺陷,能够更快地响应网络拥塞,提高了网络传输性能,同时也能够在一定程度上保证公平性,NS2仿真表明了算法的有效性.     

无线网络中应用机会式网络编码的广播重传方法

为了提高无线网络中数据包的传输效率,提出了一种利用机会式网络编码的无线广播重传方法(WBR方法).该方法在基站先以最小重传次数下限为约束条件选择编码数据包,再传输采用机会式网络编码方法生成的组合重传包,在终端从收到的单个或多个组合重传包中恢复丢包.由于选择了更多的丢包编码生成组合重传包,使终端能从更少的组合重传包中恢复其丢包,从而有效地减少了广播重传次数.相比传统自动重传请求方法和基于网络编码的重传方法,WBR方法具有传输效率更高的特点.仿真结果表明,与自动重传请求方法和已有的基于网络编码方法相比,WBR方法的平均广播重传次数最少,而且相比自动重传请求方法的平均重传次数减少了55%.     

N次随机丢包的被动队列管理算法

针对主动队列管理参数设置敏感、消耗大量资源等问题,提出了N次随机丢包的被动队列管理算法.当队列满时,根据当前网络中与路由节点链接的发送端数目,决定丢弃数据包N的值,然后再采用改进的随机丢弃策略丢弃N个数据包.新的算法与其他被动随机丢弃策略相比,克服了弃尾队列管理的缺陷,能够更快地响应网络拥塞,提高了网络传输性能,同时也能够在一定程度上保证公平性,NS2仿真表明了算法的有效性.     

面向IP网络的多视点立体视频的实时容错传输

提出了一种在IP网络上实时传输多视点立体视频的传输系统.视频流采用H.264/AVC格式编码.由于多视点立体视频庞大的数据量,系统通过2个IP信道分别进行传输.针对网络中的丢包现象,该系统采用一种新的数据包处理方法,利用各个视点之间的相关性进行丢失数据恢复.提出了一种多视点立体视频错误掩盖的算法,用来解决IP网络传输中的丢包问题.实验结果表明了该多视点立体视频传输系统的可行性.     

端到端推测网络路径上的数据包转发优先级

出于各种考虑,ISP会对不同类型的数据包设置不同的转发优先级. 这会造成不同网络应用出现网络性能上的差异,影响到网络测量结果的代表性,也会增加网络故障排查的难度. 通常情况下,ISP不公布此类信息. 为此提出了一种端到端测量方法,根据路径上不同类型包丢包率的差异来推断它们是否属于不同的转发优先级. 通过在PlanetLab上的测量实验,发现了位于某网络内部的一处优先级设置,结果得到了相关网管的确认.     

单向链路下高可靠数据传输方法

提出了一种基于最大速率估计的自适应编码方法,该方法实现了单链路网络中高可靠的数据传输.利用单向链路中数据发送速率和丢包率之间的相关性,研究了在数据发送速率不超过最大速率的情况下冗余编码对丢包率的影响,即在低丢包率下采用基于ErasureCode算法的单向控制机制,并基于最大速率估计来调整编码策略,在传输报文间建立冗余校验,利用线路的最大安全速率传输冗余编码信息,将丢失的数据包尽可能高的冗余恢复出来.实验结果表明:该自适应编码方法能够在低丢包率的环境下进一步有效降低丢包率,较好地提高单向传输的容错性,实现单链路传输的可靠性.