基于有限优先权的无线Mesh网络信道分配算法

在现有的无线Mesh网络中,高优先级业务过多地占用信道资源,影响了不同业务之间占用资源的公平性。针对此问题,基于802. 11e EDCA协议,提出一种有限优先权的无线Mesh网络信道分配算法。该算法将信道占用时间比作为调整每个优先级业务优先数的标准,根据网络当前状态和各个优先级业务占用信道资源的情况,通过动态调整低优先级业务的优先权,适当地限制高优先级业务过多地占用信道资源,确保低优先级业务在网络负载较大时也能够占用一定的信道资源。网络仿真实验结果表明,该算法能有效地提高系统吞吐量和资源综合利用率,保证了高、低优先级业务间占用信道资源的公平性。     

IEEE 802.11e EDCA网络模型分析

IEEE 802.11e网络在介质访问层(M AC)对业务的服务质量(Q oS)提供支持,现有802.11e增强型分布式协调接入机制(EDCA)分析模型没有考虑站点内部调度算法的影响,所得结果与实际网络性能有一些偏差。该文提出了一种新型的EDCA分析模型。该模型采用M arkov链分析方法,以宏观多站点竞争信道为基础,充分考虑了内部调度算法在站点多业务竞争中产生的影响。分析了由于内部调度算法对不同业务吞吐率和延时性能产生的影响。仿真结果表明:该模型在描述EDCA性能上,比现有模型具有明显的优越性,特别是充分体现出内部调度算法对性能的影响。     

非饱和状态下的IEEE802.11e性能分析模型

为探讨非饱和状态下,基于802.11e的无线局域网中系统参数、用户数量和服务质量之间的关系,提出一种媒体接入(MAC)层性能分析模型.该模型的特点是考虑了增强的分布协调接入机制(EDCA)下各类站点在不同的退避阶段冲突概率不同的差分机制,以及高优先级业务可能在低优先级业务冻结期间传送的概率.该模型通过对MAC层退避过程的分析得到退避时延,将每个站点的数据包发送过程建立成一个排队系统,退避时延为该系统服务时间,并根据对该排队系统的分析得到每类业务包含排队时延和退避时延的总接入时延,以及各类业务的包丢失率.仿真结果和模型分析结果的对比,证明该文提出的分析模型可以准确分析非饱和状态下的802.11e EDCA系统的性能,并得到用户数和服务质量之间的关系.     

基于CFB模式的802.11e EDCA网络研究

IEEE 802.11 DCF作为无线局域网介质访问层基本协议未考虑优先级,而IEEE 802.11e EDCA协议在数据竞争接入信道时引入了优先级的概念,不同级别的业务流可采用不同的信道接入参数.EDCA机制允许采用CFB(竞争空闲突发)模式,即站点在整个TXOP持续时间内都能对媒体进行控制,可减少竞争信道的时间.不同的业务流在以上三种MAC接入机制是否能得到服务质量保证是本文要解决的问题.本文比较复杂拓扑结构下DCF,EDCA和EDCA+ CFB三种模式系统的性能,仿真结果证明EDCA+ CFB模式能进一步提高多优先级业务流的服务质量,保证高优先级业务流的吞吐量和丢包率、延迟等性能.     

无线Mesh网络中基于公平性的拥塞控制

提出了一种针对无线Mesh网络的具有公平性拥塞控制策略.该策略与IEEE 802.11e EDCA相比,在有效缓解网络拥塞的同时,保证了高优先级业务与低优先级业务之间的公平性,使整个系统吞吐量提高了6.3%,防:止了"饿死现象"的发生.仿真结果说明了该算法的有效性.     

IEEE 802.11e EDCA中虚拟碰撞问题的一种解决策略

IEEE 802.11e标准中的EDCA机制引入了虚拟碰撞的概念,从而带来了基站内相同优先级业务相对优先权不同的问题。为解决这一问题,现提出一种新的N-EDCA(NEW-EDCA)调节机制,该机制将发生过与未发生过虚拟碰撞的队列一视同仁,从而避免了优先级倒置和不公平的问题。该机制中保持了虚拟碰撞队列的原竞争参数,仿真结果验证了N-EDCA机制的有效性。     

网络拥塞控制系统建模及流量控制器设计

在考虑多回路时延、网络负载动态变化和高优先级业务影响的前提下,基于流体流理论,推导建立了可调服务速率的业务流量控制数学模型,并提出了一种简单实用的流量控制算法,所得出的控制机制适用于高优先级业务和"尽力而为"业务共存的网络环境,较好地克服了网络传输时延的影响,并对该控制机制的稳定性、抗干扰性、鲁棒性和公平性进行了仿真试验。     

带有时间约束的机载自组网自适应退避算法

针对传统媒质接入控制(MAC)层退避算法无法满足机载自组网中高优先级业务高可靠、低时延的QoS传输需求,以及重负载时算法性能下降严重的问题,提出一种带有时间约束的多优先级自适应退避算法。首先,针对不同优先级业务的QoS需求,建立相应的时间约束机制和竞争窗口自适应调整机制,当网络处于重负载时,通过限制低优先级业务接入信道来保证高优先级业务的传输;其次采用三维马尔科夫链对多优先级自适应退避算法进行建模,求解不同网络负载时各优先级分组受时间约束条件下的退避状态转移概率,理论推导出网络吞吐量和平均MAC时延的数学表达式。仿真结果表明,该算法在重负载时能够有效保障高优先级业务低时延(2ms)、高可靠(99%)的QoS需求,相比增强型分布式信道接入访问和区分企业优先级的自适应退避算法,当网络负载大于9 000包/s时,吞吐量分别提升了33.4%和21.5%。     

基于自适应最小竞争窗口的EDCA能源优化

通过分析IEEE 802.11 EDCA各优先级竞争窗口对于能源利用率的影响,找出各优先级发送概率和能源利用率的关系。针对最优化最小竞争窗口设置问题,提出一种基于最大化能源利用率求各优先级最优发送概率的算法。在保证每类业务Qo S条件下,首先求出在最大化能源利用率下的最优发送概率,然后根据节点数目和最优发送概率来优化竞争窗口的大小,实现最优最小竞争窗口设置,从而提高能源利用率。仿真结果表明:该算法相对于EDCA在能源利用率方面有较好的表现。     

一种抖动窗口自适应的航空通信MAC协议QoS机制

根据面向“时敏目标”打击的航空通信系统信息传输要求,提出了一种差分服务媒质接入控制协议。协议采用多信道随机接入机制,通过信道忙闲程度自适应地调整各优先级业务的发送时延抖动窗口的方法,为各优先级业务提供差分服务。在分组排队阶段,建立了 M／G／1／K 排队模型,得到了稳定状态下发送缓冲区队列长度的概率;在分组服务阶段,建立了突发时延抖动自适应模型,得到了分组的平均服务时间;在分组传播阶段,建立了突发碰撞模型,得到了分组成功传播概率;然后推导了该协议的平均时延、传输成功率和系统吞吐量等性能指标的理论表达式,并给出了最大抖动窗口的设置原则。仿真结果表明,协议大大提高了系统重负载情况下高优先级业务的实时性和可靠性,适用于区分业务优先级且对高优先级业务的实时性和可靠性要求很高的航空通信组网系统。     

在部分饱和的异构无线局域网中实现服务质量保证

在Wi Fi无线局域网中,流媒体业务与数据业务的流量特性具有显著区别,IEEE 802. 11e EDCA标准加入了对不同类型业务优先级的划分以实现差异化服务,异构网络场景使得保证无线局域网的服务质量变得更加困难.考虑部分饱和的异构EDCA网络传输流媒体流量与数据流量,研究在满足对流媒体业务的端到端时延约束要求下,如何通过调整系统参数使得数据业务的吞吐量最大化,从而实现对异构无线局域网的服务质量保证.     

抢占式OVSF码动态分配算法

为了提高WCDMA (wideband code division multiple access)系统中高优先级业务的接入率,提出一种基于优先级的抢占式OVSF (orthogonal variable spreading factor codes)码动态分配算法.该算法中,当新的高优先级业务呼叫到达时,若出现容量阻塞,则中断代价最小的低优先级业务,并将其占用的码字分配给高优先级业务;若出现码阻塞,则选择代价最小的码树进行码字重分配.应用MATLAB软件完成的仿真结果表明: 在高负载的情况下,与传统动态码分配算法相比,本算法中高优先级业务的接入率能提高20%以上,同时算法保证了低的中断业务数和重分配码数,能良好地支持业务的QoS (quality of service)要求.     

支持多业务传输的天基Mesh网络机会路由优化算法

针对天基骨干Mesh网络业务类型多样、计算能力相对不足的特点以及SOAR路由算法拥塞控制机制不足、确认机制不可靠以及不同业务QoS保障需求有差异的问题,提出了具有可靠联合确认机制并支持多业务传输的机会路由算法。该算法以预期成功传输次数来描述整体链路性能,有效实现了网络负载均衡与链路拥塞控制;算法兼顾多样化业务的传输,设计了一种路由路径自适应调整策略,以实现路径选择与业务类型的自适应调整。仿真结果表明:所提算法可以较好地实现不同业务下传输路径自适应,并且在重负载条件下,该算法相比传统SOAR路由算法在时延、吞吐量和吞吐率性能上提升明显。     

IEEE 802.11e Medium Access Control层QoS机制的改进研究

针对IEEE802.11e Medium Access Control层的QoS机制高负载时存在远端节点冲突和低优先级业务资源被耗尽的问题,提出在牺牲较小带宽的基础上增加一条忙音信道,取代CTS帧在数据信道上的广播,减少远端节点的冲突.仿真结果表明,该方案具有较小的冲突概率,有效地减少了远端节点冲突.同时提出一个解决公平性问题的新思路：在避退时间发送忙音抢占信道,以期提高低优先级业务的接入概率.     

应用层和信道质量信息辅助的延时应答算法

为降低应答信号开销,IEEE 802.15.3高速个域网引入了延时应答机制。为解决个域网延时应答因无法适应视频业务的变速率特性和无线链路的不稳定性,并会严重降低视频业务性能,在针对视频应用分别分析立即应答和固定突发MAC帧数延时应答策略的基础上,利用视频帧尺寸信息和无线信道质量信息对延时应答策略进行优化,提出了一种应用层和信道质量信息辅助的自适应延时应答算法。仿真结果表明:该算法在不同负载及信道情况下较立即应答策略和固定突发MAC帧数延时应答策略明显改善视频业务服务质量,可提高视频业务的可解帧率性能约2%~4%。     

基于优先级接入机制的WLAN性能优化研究

针对目前WLAN中各种不同业务的不断增多，而不同的业务要求等级也不同的问题，采用将WLAN中不同无线终端设置不同优先级业务的方法，分别对不同的关键参数AIFS和TXOP进行优化。使业务要求较高的无线终端优先接入信道传输数据包，使高优先级的终端获得更高的网络性能。仿真结果表明，该优先级访问机制可以在语音和视频等要求较高的业务情况下，使高优先级业务的无线终端更早的接入信道，有较小的时延和更高的网络性能。     

基于区域扩展的绿色业务量疏导算法

针对全光网络中传统绿色业务量疏导算法阻塞率高的性能缺陷,提出一种全光网络中基于区域扩展的绿色业务量疏导算法。该算法基于W+5分层图模型,生成一个仅包含部分网络节点的区域性辅助图,通过灵活扩展辅助图的方式,寻找最佳路径,避免了形成过长路由。仿真结果表明,与传统绿色业务量疏导算法相比,基于区域扩展的绿色业务量疏导算法能够有效地降低业务阻塞率,并且在高负载的情况下,网络的平均功耗最低。     

基于发布/订阅的VSM中间件设计与实现

针对航空、航天分布试验与仿真系统对透明数据实时交互的需求,所设计的虚拟共享内存中间件,提高了系统的实时性。然而在负载很大的情况下,VSM的稳定性较差。针对分布试验对VSM高负载下的稳定性需求,提出了一种基于发布订阅的VSM中间件的改进方案,优化了网络通信,提高了VSM中间件在高负载下的稳定性,加强了实时性能。     

基于优先级接入机制的WLAN性能优化研究

针对目前WLAN中各种不同业务的不断增多,而不同的业务要求等级也不同的问题,采用将WLAN中不同无线终端设置不同优先级业务的方法,分别对不同的关键参数AIFS和TXOP进行优化.使业务要求较高的无线终端优先接入信道传输数据包,使高优先级的终端获得更高的网络性能.仿真结果表明,该优先级访问机制可以在语音和视频等要求较高的业务情况下,使高优先级业务的无线终端更早的接入信道,有较小的时延和更高的网络性能.     

一种新的星座网络多业务类QoS路由算法

针对多媒体业务具有不同QoS要求的问题,提出了一种新的多业务类QoS星座网络路由算法,其目标是在保证高优先级业务性能的同时,提高低优先级业务的性能,从而高效利用网络整体资源.该算法以多种QoS要求和动态链路状态为依据,给出分类的链路代价.引入关键链路的概念,并将链路利用率、剩余带宽、期望负载结合起来定义分类的关键链路代价增量,尽可能减少业务类之间的影响,合理分配网络资源.通过VC和Matlab混合编程建立卫星网络和全球业务仿真环境,并对本文和其他三种路由算法进行仿真试验.结果表明,本文算法不仅保证了高优先级业务的平均路径时延、平均阻塞概率以及平均吞吐率,而且低优先级业务的以上性能具有显著提高,从而有效提高了网络负载均衡性和资源利用率.